[发明专利]一种重离子注入型集成超结器件及制造方法

说明书

本发明提供一种重离子注入型集成超结器件及制造方法，包括：第一导电类型半导体衬底、第二导电类型漂移区、第一导电类型阱区、第一导电类型埋层和第二导电类型埋层，位于器件表面的多晶硅栅电极，第一介质氧化层、第二介质氧化层，亚微米超结位于第一导电类型埋层和第二导电类型埋层之间，在埋层注入后采用重离子注入并透过场氧化层形成；本发明基于重离子与轻离子的扩散系数不同，通过在漂移区内引入重离子注入的亚微米超结，能够在器件内部提供低阻通路，降低开态时的比导通电阻，且不受高温推结工艺的影响；此外通过优化热预算，能够形成扩散保护环，降低器件表面电场。

技术领域

本发明属于半导体工艺制造技术领域，涉及一种重离子注入型集成超结器件及制造方法。

背景技术

高压LDMOS因其输入阻抗高、损耗低、开关速度快、安全工作区宽的特性和易于集成的特点，一直作为功率集成电路中的核心器件，广泛用于移动通信、汽车电子、LED照明等各个领域中。横向器件由于源极、栅极、漏极都在同一表面，易于通过内部连接与其他器件及电路集成，被广泛运用于功率集成电路中。横向器件设计中，要求器件具有高的击穿电压，低的比导通电阻。常用的技术包括横向超结和表面场降低(RESURF)技术，都是通过在漂移区中引入相反的电荷补偿层，在关态时与漂移区相互耗尽达到优化电场并增加漂移区掺杂浓度的目的，从而降低开态时的比导通电阻。但由于JFET效应的影响，常规超结的条宽不能做到很窄，浓度无法进一步提高，其对器件性能的改善已经越来越接近极限，如何提高超结的掺杂浓度，在保证耐压的同时进一步降低比导通电阻，是器件改进的核心问题。

发明内容

本发明针对背景技术的不足之处，提出一种重离子注入型集成超结器件及制造方法，在具有微米级超结埋层的基础上，在漂移区内引入重离子注入的亚微米超结，N型重离子可为砷，P型重离子可为二氟化硼。由于重离子与轻离子的扩散系数不同，重离子具有横扩系数小、补偿小的特点，亚微米超结的形貌不受高温生长栅氧化层的影响被破坏，因此可在栅氧化层生长前形成，且对其进行离子注入时，N型离子不受多晶的阻挡，更易保持亚微米超结的电荷平衡。重离子和轻离子的排布方式可以多样化，注入剂量的窗口值更大，其最终目的为保持耐压一定的条件下提高超结的浓度，进一步降低比导通电阻。此外，表面的微米级超结埋层能够在器件表面场引入新的电场峰，从而降低器件的表面电场峰值，且不影响器件耐压。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种重离子注入型集成超结器件，包括：

第一导电类型衬底11、第二导电类型漂移区21、第一导电类型阱区12、第二导电类型阱区22，第一导电类型埋层13、第二导电类型埋层23，第一导电类型top层14、第二导电类型top层24，第一导电类型埋层15、第二导电类型埋层25，第一导电类型重掺杂区16，第二导电类型重掺杂区A26和第二导电类型重掺杂区B 27，第一介质氧化层31、第二介质栅氧化层32，控制栅多晶硅电极41；