[发明专利]横向高压MOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种横向高压MOS器件，本发明还涉及该横向高压MOS器件制造方法。

背景技术

横向高压MOS器件耐压高，易于集成，普遍应用于高压集成电路和功率集成电路。如图1所示，为现有横向高压MOS器件，器件结构为：在一硅衬底上形成一第一导电类型埋层，并在第一导电类型埋层上形成一第一导电类型外延层；在所述第一导电类型外延层中形成一第二导电类型沟道区，在所述第二导电类型沟道区中形成一重掺杂的第一导电类型源区；在所述第一导电类型外延层中形成一重掺杂的第一导电类型漏区；沟道区和漏区之间的第一导电类型外延层作为器件的漂移区；在漂移区上形成场氧化层，并和漏区相接；在所述沟道区上形成栅氧化层，栅氧化层覆盖整个沟道区和部分漂移区，并在漂移区和所述场氧化层相接；一栅形成在所述栅氧化层上，覆盖了全部的栅氧化层和部分场氧化层。

现有的横向高压MOS器件会产生过高的表面电场，限制了其耐压性能的提高，处在高压大电流工作条件时易发生栅氧化层击穿，造成器件损伤，严重影响了器件的可靠性。常采用的内场限环不适用于尺寸稍小的器件，对耐压要求不是特别高的小尺寸高压管来说，会导致高的导通电阻而降低器件性能。常用的降低表面电场(Reduced surface field，RESURF)技术对工艺条件如外延层厚度和浓度等的依赖性过高，不利于包含多类器件的平台使用。

因此，利用现有技术平台，在不明显增加高压MOS器件的导通电阻的条件下能有效降低器件表面电场，提高器件耐压性和可靠性，是非常重要且必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种横向高压MOS器件，能改变漂移区中的电场分布，降低器件表面电场，提高器件的耐压性能和可靠性。为此，本发明还要提供一种横向高压MOS器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的横向高压MOS器件是在现有的横向高压MOS器件的漂移区内埋入一具有第二导电类型的反型埋层。所述反型埋层位于所述场氧化层下方的所述漂移区内，所述反型埋层略深于所述场氧化层底部，其区域稍小于所述场氧化层区域。

本发明提供的横向高压MOS器件的制造方法为：

步骤一、在硅衬底上形成第一导电类型埋层、第一导电类型外延层以及一牺牲氧化层，采用光刻工艺确定漂移区中反型埋层的注入位置即在该注入位置处形成光刻胶窗口；

步骤二，以光刻胶为掩模进行第二导电类型杂质离子注入，形成一反型杂质区域；

步骤三，制作场氧化层，同时利用生长场氧化层的热过程对所述反型杂质进行激活和推进，形成一较浅的反型埋层；

步骤四、形成沟道区、源、漏、栅氧化层以及栅。

步骤一中所述反型埋层的注入位置为所述场氧化层下方的所述漂移区内，其区域稍小于所述场氧化层区域，根据实际工艺条件进行调节。

步骤二中所述离子注入的注入能量和剂量根据工艺需要进行调节，保证器件的导通电阻不会有超过10％的提高。

本发明在现有的横向高压MOS器件的基础上在漂移区内加入一较浅的反型埋层，从而能改变漂移区中的电场分布，降低器件表面电场，提高器件的耐压性能。同时本发明具有较好的工艺稳定性，无需增加额外的热过程，与现有工艺平台兼容性好，能有效提高横向高压MOS的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的N型横向高压MOS器件的结构示意图；

图2是本发明实施例的N型横向高压MOS器件的结构示意图；

图3是本发明实施例的N型横向高压MOS器件的制造方法的流程示意图；

图4-图8是本发明实施例N型横向高压MOS器件制造方法各步骤的器件结构示意图；

图9是现有工艺和本发明方法制备的N型横向高压MOS器件的漂移区表面电场强度的对比图；

图10是现有工艺和本发明方法制备的N型横向高压MOS器件的碰撞电离的对比图；

图11是现有工艺和本发明方法制备的N型横向高压MOS器件的电流强度的对比图。

具体实施方式