[发明专利]LDMOS晶体管及其制造方法

说明书

公开了一种LDMOS晶体管及其制造方法，包括：在第一掺杂类型的衬底上形成第一掺杂类型的外延层；在外延层的上表面形成栅极结构；在外延层内形成第一掺杂类型的体区以及第二掺杂类型的漂移区，在体区内形成第二掺杂类型源区；在外延层上表面以及栅极结构上形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成屏蔽导体层；形成覆盖屏蔽导体层的第二绝缘层；形成第一导电通道，将源区与衬底连接；在漂移区内形成漏区。通过第二绝缘层作为硬掩膜，形成具有高的深宽比的第一导电通道，该第一导电通道由第二绝缘层延伸至外延层的第一区域中，并穿过外延层的第一区域到达衬底，以将源区和衬底连接，不仅可以减小LDMOS晶体管结构的尺寸，而且可以减小电阻。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体地，涉及LDMOS晶体管及其制造方法。

背景技术

在各种电子系统中，诸如DC至DC电压变换器之类的电压调节器用于提供稳定的电压源。低功率设备(例如笔记本、移动电话等)中的电池管理尤其需要高效率的DC至DC变换器。开关型电压调节器通过将输入DC电压转换成高频电压、然后对高频输入电压进行滤波以产生输出DC电压来产生输出电压。具体地，开关型调节器包括用于交替地将DC电压源(例如电池)耦合至负载(例如集成电路(IC))和将二者去耦合的功率开关。

功率开关可以是半导体器件，包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。LDMOS晶体管的源区形成在与LDMOS晶体管的导电类型相反掺杂类型的体区中，漏区形成在与器件的导电类型相同掺杂类型的高阻的漂移区中。由于漂移区的存在，LDMOS晶体管的漏极可以承受高电压。因此，LDMOS晶体管具有大驱动电流、低导通电阻和高击穿电压的优点，广泛地用于开关型调节器。

现有技术的LDMOS晶体管，如图1所示，包括P衬底901、P外延层902、P掺杂区903、P体区904、N漂移区905、源区906、漏区907、栅极908、源极电极909以及漏极电极910。在形成LDMOS晶体管的现有工艺中，通过位于P外延层902的P掺杂区903连接位于P外延层902上表面的源极电极909以及P衬底901，从而使得源极电极909可位于P衬底901的下表面。实现该结构的工艺一般为，一道或多道离子注入，然后进行高温推结，使得P掺杂区903向P外延层902下表面扩散。

然而，LDMOS晶体管中的P掺杂区903进行高温扩散时，不仅存在纵向扩散，而且会产生横向扩散，这就导致LDMOS晶体管的尺寸很难缩小，此外，P掺杂区903本身的电阻也会给LDMOS晶体管带来不利影响，从而影响产品性能。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种LDMOS晶体管及其制造方法，以第二绝缘层作为硬掩膜，形成位于外延层的第一区域的具有高的深宽比的第一导电通道，该第一导电通道由第二绝缘层延伸至外延层的第一区域中，并穿过外延层的第一区域到达衬底，以将源区和衬底连接，不仅可以减小LDMOS晶体管结构的尺寸，而且可以减小电阻，从而提高产品性能。

根据本发明的一方面，提供一种制造LDMOS晶体管的方法，其中，包括：在第一掺杂类型的衬底上形成第一掺杂类型的外延层；在所述外延层的上表面形成栅极结构；在所述外延层内形成第一掺杂类型的体区以及第二掺杂类型的漂移区，在所述体区内形成第二掺杂类型源区，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；在所述外延层上表面以及所述栅极结构上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成屏蔽导体层；形成覆盖所述屏蔽导体层的第二绝缘层；以所述第二绝缘层作为硬掩膜，形成第一导电通道，所述第一导电通道由所述第二绝缘层延伸至所述衬底的上表面，以将所述源区与所述衬底连接；在所述漂移区内形成漏区。

优选地，形成第一导电通道的步骤包括：以第二绝缘层作为硬掩膜，形成第一沟槽，所述第一沟槽由所述第二绝缘层延伸至所述衬底的上表面，以暴露出所述衬底；在所述第一沟槽中填充导电材料，以形成所述第一导电通道，所述第一导电通道由所述第二绝缘层向所述衬底的方向延伸，并依次穿过所述屏蔽导体层、所述第一绝缘层、所述源区、所述体区以及所述外延层而到达所述衬底的上表面。