[发明专利]LDMOS晶体管及其制造方法

摘要

公开了一种LDMOS晶体管及其制造方法，包括：在第一掺杂类型的衬底上形成第一掺杂类型的外延层；在外延层的上表面形成栅极结构；在外延层内形成第一掺杂类型的体区以及第二掺杂类型的漂移区，在体区内形成第二掺杂类型源区；在外延层上表面以及栅极结构上形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成屏蔽导体层；形成覆盖屏蔽导体层的第二绝缘层；形成第一导电通道，将源区与衬底连接；在漂移区内形成漏区。通过第二绝缘层作为硬掩膜，形成具有高的深宽比的第一导电通道，该第一导电通道由第二绝缘层延伸至外延层的第一区域中，并穿过外延层的第一区域到达衬底，以将源区和衬底连接，不仅可以减小LDMOS晶体管结构的尺寸，而且可以减小电阻。 1

主权项

1.一种制造LDMOS晶体管的方法，其中，包括：

在第一掺杂类型的衬底上形成第一掺杂类型的外延层；

在所述外延层的上表面形成栅极结构；

在所述外延层内形成第一掺杂类型的体区以及第二掺杂类型的漂移区，在所述体区内形成第二掺杂类型源区，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；

在所述外延层上表面以及所述栅极结构上形成第一绝缘层；

在所述第一绝缘层上形成屏蔽导体层；

形成覆盖所述屏蔽导体层的第二绝缘层；

以所述第二绝缘层作为硬掩膜，形成第一导电通道，所述第一导电通道由所述第二绝缘层延伸至所述衬底的上表面，以将所述源区与所述衬底连接；

在所述漂移区内形成漏区。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成第一导电通道的步骤包括：

以第二绝缘层作为硬掩膜，形成第一沟槽，所述第一沟槽由所述第二绝缘层延伸至所述衬底的上表面，以暴露出所述衬底；

在所述第一沟槽中填充导电材料，以形成所述第一导电通道，所述第一导电通道由所述第二绝缘层向所述衬底的方向延伸，并依次穿过所述屏蔽导体层、所述第一绝缘层、所述源区、所述体区以及所述外延层而到达所述衬底的上表面。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，还包括：

在填充所述第一沟槽前，在被所述第一沟槽暴露的衬底中形成第一掺杂类型的体接触区，所述体接触区通过所述第一导电通道与所述源区连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述屏蔽导体层之后，刻蚀屏蔽导体层，使得位于所述漂移区上表面的所述第一绝缘层至少部分暴露；并且

在形成第二绝缘层时使得第二绝缘层还覆盖所述第一绝缘层的暴露部分。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述漏区的步骤包括：

在所述第二绝缘层和所述第一导电通道上形成第三绝缘层；

以所述第三绝缘层作为掩模，形成第二沟槽，所述第二沟槽由所述第三绝缘层向所述外延层的方向延伸，并依次穿过所述第二绝缘层、第一绝缘层而到达所述漂移区的上表面，以暴露所述漂移区，

在被所述第二沟槽暴露的漂移区内形成漏区。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，还包括：用导电材料填充所述第二沟槽形成所述第二导电通道，在所述第三绝缘层的上表面形成漏极电极，使得所述第二导电通道连接所述漏区和所述漏极电极。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述栅极结构的步骤包括：

在所述衬底的上表面形成栅极介质层，在所述栅极介质层上形成栅极导体，在所述栅极导体上形成硅化物层，以及在所述硅化物上形成第四绝缘层；

依次刻蚀所述第四绝缘层、硅化物层、栅极导体，以在所述衬底的上表面的形成所述栅极结构。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述体区的步骤包括：

以所述栅极结构作为掩膜，在所述外延层的第一区域内进行第一掺杂类型的掺杂，以形成所述体区。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述漂移区的步骤包括：

以所述栅极结构作为掩膜，在所述外延层的第二区域内进行第二掺杂类型的掺杂，以形成所述漂移区。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：

在所述衬底的下表面形成源极电极，所述源极电极通过所述第一导电通道与所述源区、所述屏蔽导体层电连接。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一导电通道之前蚀刻所述屏蔽导体层。

12.一种LDMOS晶体管，其中，包括：

位于第一掺杂类型的衬底上的第一掺杂类型的外延层；

位于所述外延层的上表面的栅极结构；

位于所述外延层内的第一掺杂类型的体区以及第二掺杂类型的漂移区，位于所述体区内的第二掺杂类型的源区，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；

覆盖所述外延层的上表面以及所述栅极结构上的第一绝缘层，

位于所述第一绝缘层上的屏蔽导体层；

覆盖在所述屏蔽导体层上的第二绝缘层；

由所述第二绝缘层延伸至所述衬底上表面的第一导电通道，所述源区通过所述第一导电通道与所述衬底连接，

位于所述漂移区内的漏区。

13.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，所述第一导电通道由所述第二绝缘层向所述衬底的方向延伸，并依次穿过所述屏蔽导体层、所述第一绝缘层、所述源区、所述体区以及所述外延层而到达所述衬底，以将所述屏蔽导体层、所述源区及所述衬底电连接。

14.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，所述屏蔽导体裸露出位于所述漂移区上的部分所述第一绝缘层。

15.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，还包括：

位于所述衬底内的第一掺杂类型的体接触区，所述第一导电通道将所述体接触区和所述源区连接。

16.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，还包括：

位于所述第二绝缘层上的第三绝缘层；

位于所述第三绝缘层上表面的漏极电极；以及

连接所述漏区和所述漏极电极的第二导电通道，所述第二导电通道由所述第三绝缘层延伸至所述漏区。

17.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，所述栅极结构包括：

位于所述衬底的上表面的栅极介质层，位于所述栅极介质层上的栅极导体，位于所述栅极导体上的硅化物层，以及位于所述硅化物上的第四绝缘层。

18.根据权利要求12所述的LDMOS晶体管，其中，还包括：位于所述衬底的下表面的源极电极。