[发明专利]横向双扩散晶体管及其制造方法

说明书

本公开涉及半导体技术领域，提供了一种横向双扩散晶体管及其制造方法，形成的该横向双扩散晶体管包括：依次形成在衬底上的埋层、第一外延层和第二外延层，并在该第一外延层与第二外延层之间横向间隔设置有多个隔离层；位于该第二外延层中的第一漂移区和位于该第一漂移区两侧的高压阱区，且在该第一漂移区中横向间隔分布有的多个浮空掺杂区；间隔设置在第二外延层上表面的多个沟槽；以及横向间隔分布在该第二外延层上相邻两个沟槽之间的多个体区，每个体区均通过相同掺杂类型的浮空掺杂区与上下位置对应的隔离层相接触，形成具有超结结构的体区。由此可在器件中实现增强体区耗尽和RESURF的作用，以获得更高耐压和更低的导通电阻，提高器件电流能力。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体涉及一种横向双扩散晶体管及其制造方法。

背景技术

BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺把双极器件和CMOS器件同时制作在同一芯片上。它综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗的优点，使其互相取长补短，发挥各自的优点。更为重要的是，它集成了DMOS功率器件，DMOS可以在开关模式下工作，功耗极低。不需要昂贵的封装和冷却系统就可以将大功率传递给负载。低功耗是BCD工艺的一个主要优点之一。

横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(Lateral double-diffused MetalOxide Semiconductor Field-Effect Transistor，LDMOSFET)是一种良好的半导体，满足了高耐压，实现了功率控制等方面的要求。LDMOS是DMOS的一种，LDMOS作为一种近似于传统的场效应晶体管(FET)器件的一种场效应晶体器件，主要包括在半导体衬底上形成沟道区域所分隔的源漏区域，并依次于沟道区域上方形成栅电极。

LDMOS器件的反向击穿电压和导通电阻是设计中最关心的参数，通常降低导通电阻的方法是提高器件漂移区浓度，但这会导致器件击穿电压降低。根据RESURF理论，在N-LDMOS器件的N型漂移区中注入P型杂质，配合衬底对漂移区的耗尽，该项技术被称为三重降低表面电场(TRIPLE RESURF)技术。

以N型LDMOS器件为例，参考图1a和图1b，现有的TRIPLERESURF NLDMOS器件100中，从下到上依次包括：P型衬底101、N型埋层102、N型外延层103、位于N型外延层103上的N型漂移区1041和1042、位于N型漂移区1041中的P型浮空区1051、位于N型漂移区1042中的P型浮空区1052以及P型体区107，还有位于N型外延层103上的浅槽隔离区106和横跨该浅槽隔离区106与P型体区107的栅极结构，每个栅极结构包括在N型外延层103上沉积形成的栅氧化层108和多晶硅层109，N型漂移区1041中形成的N型区1101金属接触引出到漏电极D，N型漂移区1042中形成的N型区1105金属接触引出到漏电极D，P型漂移区107中依次形成的N型区1102、P型区1103和N型区1104金属接触共同引出到源电极S，每个栅极结构的多晶硅层109金属接触引出到栅电极G，以此形成的NLDMOS器件100在正向导通时可形成多条横向导通路径，如图1b所示。

该NLDMOS器件100形成过程可参考图1c所示的流程示意图，其中，在离子注入形成浮空P区的过程中，通过将一定浓度的掺杂离子注入到左右两边的N型漂移区1041和1042中形成两个浮空P区(FloatingPbody，FP)1051和1052的结构，以此将N型漂移区分为上下两个部分，所以在纵向上该漂移区1041(或1042)由浮空P区1051(或1052)和其上部的漂移区，浮空P区1051(或1052)和其下部的漂移区以及漂移区1041(或1042)和N型外延层103构成的三个PN结来辅助耗尽，浮空P区的存在能在维持相同的击穿电压下，提高漂移区的浓度，降低导通电阻。