[发明专利]高压LDMOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散MOS晶体管)器件。

背景技术

请参阅图1，在硅衬底10上形成有多个LDMOS器件，每个LDMOS器件四周都被隔离结构11所包围，而与其他LDMOS器件相隔离。图1示意性地在其左半部分A显示了一种现有的高压LDMOS器件，在其右半部分B显示了一种现有的低压LDMOS器件。

每个LDMOS器件都是在硅衬底10中具有埋层12，埋层12之上为外延层10a，在外延层10a中具有阱区13和漂移区14。在隔离结构11之上、以及漂移区14的部分表面区域都具有二氧化硅15作为场氧隔离结构(或浅槽隔离结构)。高压LDMOS区域A的硅衬底10之上具有一层较厚的栅氧化层16。低压LDMOS区域B的硅衬底10之上具有一层较薄的栅氧化层17。每个LDMOS器件在栅氧化层16(或17)之上都具有多晶硅栅极21。多晶硅栅极21的一端在漂移区14中的二氧化硅15之上，另一端在阱区13之上的栅氧化层16(或17)之上。由于漂移区14中的二氧化硅15凸出于硅片表面，因此多晶硅栅极21都呈台阶状。漂移区14中且紧邻二氧化硅15远离多晶硅栅极21的一侧具有一个重掺杂区作为漏极23。阱区13中且在多晶硅栅极21的另一端外侧具有两个重掺杂区分别作为衬底引出区24和源极22。

高压LDMOS器件和低压LDMOS器件往往是在同一片硅片上一起生产制造。所述“高压”、“低压”并非指源漏极之间的耐压，而是针对栅极而言。图1所示的高压LDMOS器件和低压LDMOS器件一起制造的方法包括如下步骤：

第1步，请参阅图2a，硅片10上已通过隔离结构11完成了各个LDMOS器件之间的隔离，每个LDMOS器件的形成区域A(或B)中都已通过外延、离子注入、退火等工艺形成了外延层10a、埋层12、阱区13和漂移区14。所述埋层12在硅衬底10和外延层10a之间，而阱区13、漂移区14在外延层10a中。在隔离结构11的上方以及漂移区14的部分表面上有二氧化硅15作为场氧隔离结构(或浅槽隔离结构)。

第2步，请参阅图2b，在整个硅片热氧化生长一层二氧化硅16，该层二氧化硅16直接作为高压LDMOS区域A的厚栅氧化层。

二氧化硅15与二氧化硅16，在相接触的区域融为一体。但为清楚表明不同步骤制造，图2b中仍有分界，其余各幅图的处理方式与此相同。

第3步，请参阅图2c，采用光刻工艺，使光刻胶20覆盖高压LDMOS区域A，而低压LDMOS区域B未被光刻胶20覆盖。再采用刻蚀工艺，将低压LDMOS区域B中所氧化的二氧化硅16去除掉。这一步的刻蚀也可能会将二氧化硅15刻蚀掉一定的厚度。

第4步，请参阅图2d，在整个硅片表面暴露出硅的区域——就是低压LDMOS区域B中除二氧化硅15以外的区域，通过热氧化生长工艺形成一层二氧化硅17，该层二氧化硅17直接作为低压LDMOS区域B的薄栅氧化层。

第5步，请参阅图1，在每个LDMOS器件的形成区域A(或B)中，通过多晶硅淀积、光刻和刻蚀工艺在栅氧化层16(或17)之上形成多晶硅栅极21。并且多晶硅栅极21的一端在漂移区14的二氧化硅15之上，另一端在阱区13之上。通过离子注入、退火工艺在阱区13中形成源区22和衬底引出区24，在漂移区14中形成漏区23。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较高耐压能力的的高压LDMOS器件。为此，本发明还要提供所述高压LDMOS器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明高压LDMOS器件包括有漂移区和栅极，在漂移区中具有二氧化硅作为场氧隔离结构或浅槽隔离结构；所述场氧隔离结构的上表面的中间部分具有一个下凹部；该场氧隔离结构因此横向分为第一端部、中间凹陷部和第二端部；所述栅极呈n形即中间高两边低；中间高的部分在所述场氧隔离结构的一个端部之上，一端低的部分在所述场氧隔离结构的中间凹陷部之上，另一端低的部分在栅氧化层之上。

所述高压LDMOS器件单独制造的方法包括如下步骤：

第1步，形成高压LDMOS器件的埋层、阱区、漂移区和场氧隔离结构或浅槽隔离结构，其中在漂移区的部分表面上具有一个场氧隔离结构或浅槽隔离结构；

第2步，在整个硅片热氧化生长一层二氧化硅作为高压LDMOS器件的栅氧化层；