[发明专利]LDMOS器件的源区及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LDMOS(laterally diffused MOS，横向扩散MOS晶体管)器件。

背景技术

请参阅图1，这是现有的LDMOS的剖面示意图。在p型衬底10上具有n型埋层11，再往上则是n阱12。n阱12的深度通常大于2μm，也称为深n阱。n阱12中有多个隔离区13，这些隔离区13将n阱12中的n阱171和p阱172相互隔离。n阱171中具有n型重掺杂区181，作为LDMOS器件的漏极。p阱172中具有n型重掺杂区182和p型重掺杂区183，两者相连作为LDMOS器件的源极。p阱172即为LDMOS器件的源区。n阱12之上具有栅氧化层14，再往上为栅极15，作为LDMOS器件的栅极。栅氧化层14和栅极15两侧具有侧墙16。栅极15的下方包括隔离区13、n阱12和p阱172三个部分。

上述LDMOS的漂移区由n阱12和n阱171共同组成。但是n阱171的结构可以省略，此时漂移区则只由n阱12所组成。增加n阱171有利于提高LDMOS器件的击穿电压。

上述LDMOS中，将各部分结构的掺杂类型变为相反，也是可行的。图1所示的LDMOS为对称结构，实际器件并不要求一定为对称结构。

请参阅图2a，这是图1所示LDMOS的源区版图示意图。所述LDMOS的源区即p阱172，其总体呈狭长状，包括矩形的中间区域和半圆形的两端区域。其中矩形中间区域沿沟道方向的尺寸为a’，半圆形两端区域沿沟道方向的尺寸为b’，b’由最宽处的等于a’逐渐缩小为零。

请参阅图2b，这是图1所示LDMOS的有源区和栅极的版图示意图。其中有源区包括n阱171和n阱12。硅片表面除了n阱171和n阱12以外的区域均为隔离结构13。多晶硅栅极15的中间空出了一个狭长的、中间区域为矩形、两端区域为半圆形的空洞151。所述空洞151的矩形中间区域沿沟道方向的间距为a，半圆形两端区域沿沟道方向的间距为b，b由最宽处的等于a逐渐缩小为零。

LDMOS的源区即p阱172的制造方法为：

初始状态：硅片中已形成隔离结构13，隔离结构13之间即为有源区，有源区包括n阱171和n阱12。

第1步，先淀积一层多晶硅，通过光刻和刻蚀工艺形成多晶硅栅极15，从俯视角度看，其中间具有空洞151。所述空洞151呈狭长状，包括矩形的中间区域和半圆形的两端区域。

第2步，以多晶硅栅极15及其上的光刻胶为离子注入的阻挡层，以30～45度的大角度(与铅垂线之间的角度)进行离子注入工艺，此时所述空洞151以内的n阱12形成p阱172。

由于是倾斜角度的离子注入，p阱172的形状与所述空洞151一致，但p阱172的范围比所述空洞151略大即a’＞a，b’＞b。

请参阅图3，在最大注入角度为45度的离子注入工艺中，通常要求离子注入阻挡层与被注入层之间的高度差H≤离子注入阻挡层之间的间距D，否则就可能造成离子注入不均匀，这称为离子注入的阴影效应。

LDMOS器件中，为了缩小面积，所述空洞151的中间矩形区域沿沟道方向间距a通常取最小值，即等于或略大于光刻胶20和多晶硅栅极15的总高度。可是在所述空洞151的两端半圆形区域，沿沟道方向的间距b从最宽处等于a逐渐缩小至零。显然倾斜角度的离子注入工艺在所述空洞151两端区域中出现了离子注入的阴影效应，这会导致所形成的p阱172的两端掺杂不均匀，甚至出现薄弱之处，最终导致LDMOS器件的击穿电压受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LDMOS的源区，可以提高LDMOS器件的击穿电压。为此，本发明还要提供所述LDMOS的源区的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明LDMOS的源区呈哑铃状，包括包括矩形的中间区域和多边形的两端区域；

所述源区的矩形中间区域沿沟道方向的间距为a’；

所述源区的多边形两端区域沿沟道方向的最小间距为c’垂直沟道方向的最小间距为d’，c’≥a’，d’≥a’。

所述LDMOS的源区的制造方法为：

第1步，在硅片表面淀积一层多晶硅，以光刻和刻蚀工艺对所述多晶硅进行刻蚀，形成多晶硅栅极；

所述多晶硅栅极的中间有空洞；所述空洞呈哑铃状，包括中间的矩形区域和两端的多边形区域；所述空洞的矩形中间区域沿沟道方向的间距为a；所述空洞的多边形两端区域沿沟道方向的最小间距为c，垂直沟道方向的最小间距为d；c≥a，d≥a；

所述硅片中已形成隔离结构，隔离结构之间已形成有源区；