[发明专利]一种超薄横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率半导体器件，特别是涉及运用在电平移位电路中的一种超薄横向双扩散金属氧化物半导体场效应管。

背景技术

高压功率集成电路中的智能功率模块可用于各种领域，如驱动和控制各种工业与民用、单相与三相电机。而智能功率模块中的电平移位电路为高压输出电路提供输出电压成为了整个智能功率模块的关键部分，作为电平移位电路中的开关元件的LDMOS具有耐压值高，驱动电路简单，开关速度快等优点。正因为如此，这些年，LDMOS频繁的应用在功率集成电路中。但是，当LDMOS应用在电平移位电路中，LDMOS的漏极需要引出互连线而为高压输出电路提供输出电压，带有高压信号的这部分互连线在引出去的过程中势必要通过LDMOS的漂移区，高压互连线周围形成的电场，将严重影响漂移区中电势的分布，进而使得LDMOS的击穿电压大大降低，最终导致电平移位电路失去功能。如何增强电平移位电路中LDMOS的抗高压互连线影响的能力成为提高整个集成电路性能的关键。所以作为对功率开关元件中的超薄LDMOS抗高压互连线影响能力的研究无疑是智能功率模块电路及工艺的重要内容。

现有的解决LDMOS漏端高压互连线影响的各种方法之中最为有效和突出的为三菱公司的美国专利US5894156中提到的体硅工艺中横向高压器件的隔离结构，将LDMOS嵌在隔离结构里，并将LDMOS漏端引出的金属连线与整个隔离结构的高盆端接在一块，并最终由高盆端引出，避免了高压互连线直接从LDMOS漂移区上方经过，影响漂移区中电势的分布。但是，对于超薄膜工艺平台下实现的电平移位电路，其隔离结构采用美国专利US7510927B2中提到的LOCOS方法的隔离，这种隔离技术相比较体硅工艺下的隔离结构来说大大减小了面积，因此，由于两者采用的隔离结构不同，US5894156中关于如何将高压互连线引出的方法，在超薄工艺平台下是行不通的。

发明内容

本发明提供一种抗高压互连线影响的超薄绝缘体上硅LDMOS，本发明解决了电平移位电路中高压互连线带来的高压寄生效应的问题，在不牺牲击穿电压的条件下将LDMOS的漏极金属连线成功的引出。

本发明采用如下技术方案：

一种超薄横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：P型衬底，在P型衬底上设有埋氧层，在埋氧层上设有N型阱区及P型阱区，在N型阱区内设有N型缓冲区，在N型缓冲区内设有N型漏区，在P型阱区内设有P型接触区和N型源区，在N型阱区上设有场氧化层，并且，N型漏区的一个边界与场氧化层的一个边界相抵，在场氧化层的与N型源区相邻的边界区域表面设有多晶硅栅，且多晶硅栅自场氧化层的边界朝N型源区方向延伸至N型源区的上方，在多晶硅栅的延伸区域下方设有栅氧化层，在场氧化层、多晶硅栅、P型阱区、P型接触区、N型源区、N型缓冲区及N型漏区上设有介质隔离氧化层，在P型接触区、N型源区上连接源极金属连线，在N型漏区上连接漏极金属连线，在多晶硅栅上连接栅极金属连线，其特征在于，在场氧化层下方设有由P型阱区单元构成的P型阱区阵列，所述P型阱区阵列位于N型缓冲区与P型阱区之间， P型阱区单元的宽度从N型缓冲区到P型阱区逐渐增大。

所述的一种超薄横向双扩散金属氧化物半导体场效应管的制备方法如下：

第一步：准备P型硅衬底，

第二步：淀积埋氧层，再进行外延的生长，离子注入磷生成N型阱区，离子注入砷和磷形成N型缓冲区，退火，

第三步：淀积光刻胶，准备窗口大小从N型缓冲区开始由小到大的掩膜版，光刻、离子注入硼生成P型阱区单元，退火，

第四步：淀积氮化硅、光刻形成有源区，刻蚀氮化硅，接着进行场氧的生长，并进行场注，离子注入氟化硼改变沟道掺杂浓度调整沟道阈值电压，然后生长一层厚度为500?的栅氧化层，淀积刻蚀多晶硅形成多晶硅栅和多晶硅场板，离子注入硼形成P型阱区，

第五步：光刻、离子注入磷和砷生成N型源区和N型漏区，光刻、离子注入氟化硼生成P型接触区，

第六步：淀积介质隔离氧化层，接触孔刻蚀，淀积金属铝，刻蚀铝以形成漏极金属连线且漏极金属连线在P型阱区阵列的正上方，刻蚀铝以形成源极金属连线和栅极金属连线，最后进行介质钝化处理。

在本发明所述方法中，第三步中淀积的光刻胶的厚度为1.2μm，硼离子的注入能量为50kev，硼离子的注入剂量为8e12cm^-2。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：