[发明专利]高压晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率晶体管，尤其是涉及一种高压晶体管及其制造方法。

背景技术

在模数转换应用和/或其它高压应用中，高压双向扩散金属氧化物半导体(high voltage laterally diffused metal oxidesemiconductor，简称HV LDMOS)晶体管和/或高压结场效应晶体管(high voltage junction field effect transistor，简称HV JFET)可以将相对较高的电压将转换成相对较低的电压。例如，高压双向扩散金属氧化物半导体晶体管和/或高压结场效应晶体管可以将相对较高的电压(例如，大约100伏到大约260伏和更高电压，峰值电压近400伏)转换成相对较低的电压(例如，大约3伏到大约25伏)，给模拟和/或数字电路供电。在另一个例子中，高压双向扩散金属氧化物半导体晶体管和/或高压结场效应晶体管可作为功率转换晶体管，以驱动负载。本领域的技术人员了解，高压双向扩散金属氧化物半导体晶体管和/或高压结场效应晶体管还可用于其它应用中。

在传统高压半导体制造过程中，采用外延注入和/或高温扩散在低掺杂P型衬底上形成高压N漂移区。在传统低压半导体制造过程中，在P型衬底上形成低压N阱。高压N漂移区和低压N阱具有相互对立的特性。例如，用每平方厘米1.0E12(例如，1.0×10¹²)到3.0E12(例如，3.0×10¹²)个原子的掺杂剂量制造N漂移区，而用每平方厘米4.0E12(例如，4.0×10¹²)到1.2E13(例如，1.2×10¹³)个原子的掺杂剂量制造N阱。因此，在传统半导体制造过程中，低压N阱不能替代高压N漂移区。相反，需要增加另一个N漂移层，从而增加了制造成本。

另外，N漂移结的深度通常大于6.0μm。制造这个深度的N漂移结通常需要另一个高温扩散过程。这个额外的高温扩散过程不利于低压半导体，例如，导致阈值电压发生变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种高压晶体管及其制造方法，无需N漂移层和额外的高温过程，从而降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高压晶体管的制造方法。该高压晶体管的制造方法包括在每个高压晶体管的P型衬底上形成掩埋P型注入物，每个高压晶体管包括源极和漏极，掩埋P型注入物与源极相邻，掩埋P型注入物在栅极下延伸，在每个高压晶体管的P型衬底和掩埋P型注入物上积淀低掺杂外延层，低掺杂外延层从源极延伸到漏极，在每个高压晶体管的至少部分低掺杂外延层中形成N阱，N阱对应采用低压晶体管制造过程制造的低压晶体管N阱，以及在每个高压晶体管的部分N阱里或在每个高压晶体管的部分N阱的上面形成P顶扩散区，P顶扩散区补偿衬底对面的N阱表面上或衬底对面的N阱表面附近的N阱的掺杂浓度。

本发明所述的高压晶体管的制造方法，所述低压晶体管制造过程包括采用大约每平方厘米4E12个原子到大约每平方厘米1.2E13个原子的掺杂剂量形成所述N阱。

本发明所述的高压晶体管的制造方法，还包括：对于每个高压晶体管：形成源极Metal-1区，所述源极Metal-1区从所述源极延伸到至少部分N阱上；以及形成漏极Metal-1区，所述漏极Metal-1区从所述漏极延伸到至少部分P顶扩散区上。

本发明所述的高压晶体管的制造方法，还包括：对于每个高压晶体管：形成源极Metal-2区，所述源极Metal-2区从所述源极向所述漏极延伸并延伸出所述源极Metal-1区，所述源极Metal-2区与所述源极Metal-1区相连，所述源极Metal-1区和所述源极Metal-2区调制与所述源极相邻的所述N阱中的载波浓度；以及形成漏极Metal-2区，所述漏极Metal-2区从所述漏极向所述源极延伸并延伸出所述漏极Metal-1区，所述漏极Metal-2区与所述漏极Metal-1区相连，所述漏极Metal-1区和所述漏极Metal-2区调制与所述漏极相邻的所述N阱和所述P顶扩散区中至少一个的载波浓度。

本发明所述的高压晶体管的制造方法，至少一个高压晶体管为高压结场效应晶体管，所述高压晶体管的制造方法还包括在每个高压结场效应晶体管的所述P顶扩散区中或在每个高压结场效应晶体管的所述P顶扩散区上形成所述栅极。