NLDMOS器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种NLDMOS器件，P型硅衬底的上方形成有N型外延；N型外延的左部形成有高压P阱；N型外延的右部形成有高压N阱；高压P阱下方的P型硅衬底中形成有N型埋层；高压N阱下方的P型硅衬底中无N型埋层。本发明专利技术的NLDMOS器件，通过缩短N型埋层至源端下方，使N型漂移区完全耗尽而承担大部分电压，传导到高压P阱与高压N阱形成的PN结处的电压大大减小，即该PN结无需承担太高电压，从而提高器件击穿电压，N型外延可以做薄，在使击穿电压提高的同时又能保证体区与P型衬底隔离实现高端浮动，并且制造工艺条件与BCD平台的CMOS工艺共用，降低了工艺复杂度，节约了成本。本发明专利技术还公开了一种NLDMOS器件的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体技术，特别涉及一种NLDMOS器件及其制造方法。
技术介绍
LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)由于具有耐高压、大电流驱动能力、极低功耗以及可与CMOS集成等优点，目前在电源管理电路中被广泛采用。现有一种100V体区隔离NLDMOS (N型横向扩散金属氧化物半导体)器件，如图1所示，在P型硅衬底101上为N型埋层102，N型埋层102上为N型外延103，N型外延103的左部形成有高压P阱(体区)106，N型外延103的右部形成有高压N阱105，高压P阱106上部形成有P阱107，P阱107中部上形成有沟道区场氧114，高压N阱105中部上形成有漂移区场氧104 ;沟道区场氧114左侧的P阱107上形成有P型重掺杂区111，沟道区场氧114右侧的P阱107上形成有N型重掺杂区115，漂移区场氧104右侧的高压N阱105上形成有N型重掺杂区110，P阱107上的所述N型重掺杂区115到所述漂移区场氧104之间的硅片上形成有栅氧化层108 ;多晶硅栅109形成在所述栅氧化层108上面及所述漂移区场氧104左部上面；P阱107上的P型重掺杂区111作为高压P阱106引出端，P阱107上的N型重掺杂区115、高压N阱105上的N型重掺杂区110分别作为NLDMOS器件的源区、漏区引出端。图1所示的NLDMOS器件，下方的N型埋层102起到器件与衬底隔离的作用，从而体区(高压P阱)可以单独接电位实现体区隔离。由于N型埋层102会把漏端电位传导到高压P阱106与高压N阱105形成的PN结处，该结需要承受100V电压，这要求N型外延103很厚(大于Sum)才能实现，这样就会增加工艺复杂性并产生相当高的成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，在使击NLDMOS器件穿电压提高的同时又能保证体区与P型衬底隔离实现高端浮动，并且制造工艺条件与B⑶平台的CMOS工艺共用。为解决上述技术问题，本专利技术提供的NLDMOS器件，其结构是，P型硅衬底的上方形成有N型外延；N型外延的左部形成有高压P阱；N型外延的右部形成有高压N阱；高压P阱下方的P型硅衬底中形成有N型埋层；高压N阱下方的P型硅衬底中无N型埋层；高压P阱中部上形成有沟道区场氧；高压N阱中部上形成有漂移区场氧；沟道区场氧左侧的高压P阱上形成有P型重掺杂区；沟道区场氧右侧的高压P阱上形成有N型重掺杂区；漂移区场氧右侧的高压N阱上形成有N型重掺杂区；高压P阱上的所述N型重掺杂区到所述漂移区场氧之间的硅片上形成有栅氧化层；多晶硅栅形成在所述栅氧化层上面及所述漂移区场氧左部上面；高压P阱上的P型重掺杂区作为高压P阱引出端；高压P阱上的N型重掺杂区、高压N阱上的N型重掺杂区分别作为NLDMOS器件的源区、漏区引出端；重掺杂P型区、高压P阱到P型硅衬底，P型掺杂浓度依次减小；N型埋层及高压N阱的N型掺杂浓度，小于N型重掺杂区的N型掺杂浓度，并且大于N型外延的N型掺杂浓度。较佳的，高压P阱上部形成有P阱；P阱中部上形成有沟道区场氧；高压N阱中部上形成有漂移区场氧；沟道区场氧左侧的P阱上形成有P型重掺杂区；沟道区场氧右侧的P阱上形成有N型重掺杂区；漂移区场氧右侧的高压N阱上形成有N型重掺杂区；P阱上的所述N型重掺杂区到所述漂移区场氧之间的硅片上形成有栅氧化层；多晶硅栅形成在所述栅氧化层上面及所述漂移区场氧左部上面；P阱上的P型重掺杂区作为高压P阱引出端；P阱上的N型重掺杂区、高压N阱上的N型重掺杂区分别作为NLDMOS器件的源区、漏区引出端；重掺杂P型区、P讲、高压P阱到P型硅衬底，P型掺杂浓度依次减小。较佳的，所述N型外延的厚度为4um?8um为解决上述技术问题，本专利技术提供的NLDMOS器件的制造方法，包括以下工艺步骤:一、通过N型离子注入选择性注入，在P型衬底左部形成N型埋层，在P型衬底右部不形成N型埋层；二、在硅片上生长N型外延；三、利用有源区光刻，打开场氧区域，刻蚀场氧区，生长场氧，在N型外延左部上形成沟道区场氧，在N型外延右部上形成漂移区场氧；四、光刻打开阱注入区域，在沟道区场氧下方及其左右两侧的N型外延注入P型杂质离子形成高压P阱，在漂移区场氧下方及其左右两侧的N型外延注入N型杂质离子形成高压N阱；五、在硅片上，通过热氧化方法生长栅氧化层；淀积多晶硅；然后进行多晶硅栅刻蚀，形成NLDMOS的多晶硅栅；多晶硅栅的左部位于高压P阱右部上方，右部位于高压N阱左部上方；六、选择性的进行源漏离子注入，在沟道区场氧左右两侧的高压P阱上分别形成N型重掺杂区域和P型重掺杂区域，在漂移区场氧右侧的高压N阱上形成有一重掺杂N型区；七、通过接触孔工艺形成接触孔连接，通过接触孔和金属线引出电极，最后完成此NLDMOS器件的制作。较佳的，步骤四中，光刻打开阱注入区域，先在沟道区场氧下方及其左右两侧的N型外延注入P型杂质离子形成高压P阱，然后在沟道区场氧下方及其左右两侧的高压P阱注入P型杂质离子形成P阱；并在漂移区场氧下方及其左右两侧的N型外延注入N型杂质离子形成高压N阱；步骤五中，在硅片上，通过热氧化方法生长栅氧化层；淀积多晶硅；然后进行多晶硅栅刻蚀，形成NLDMOS的多晶硅栅；多晶硅栅的左部位于P阱右部上方，右部位于高压N阱左部上方；步骤六中，选择性的进行源漏离子注入，在沟道区场氧左右两侧的P阱分别形成N型重掺杂区域和P型重掺杂区域，在漂移区场氧右侧的高压N阱上形成有一重掺杂N型区。本专利技术的NLDMOS器件及其制造方法，通过缩短N型埋层至源端下方，使N型漂移区(高压N阱)完全耗尽而承担大部分电压，传导到高压P阱与高压N阱形成的PN结处的电压大大减小，即该PN结无需承担太高电压，从而提高器件击穿电压，N型外延可以做薄(4um?8um),降低了工艺复杂度,节约了成本。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面对本专利技术所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有一种100V体区隔离NLDMOS器件截面图；图2是本专利技术的NLDMOS器件一实施例截面图；图3是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例N型埋层注入之后的器件截面图；图4是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例外延形成之后的器件截面图；图5是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例场氧形成之后的器件截面图；图6是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例N阱与P阱形成之后的器件截面图；图7是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例多晶硅栅形成之后的器件截面图；图8是本专利技术的NLDMOS制造方法一实施例阱注入之后的器件截面图。【具体实施方式】下面将结合附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一NLDMOS (N型横向扩散金属氧化物半导体)器件，如图2所示，P型硅衬底101的上方形成有N型外延103 ；N型外延103的左部形成有高压P阱(体区)106 ； N型外延103的右部形成有高压N阱1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NLDMOS器件，其特征在于，P型硅衬底的上方形成有N型外延；N型外延的左部形成有高压P阱；N型外延的右部形成有高压N阱；高压P阱下方的P型硅衬底中形成有N型埋层；高压N阱下方的P型硅衬底中无N型埋层；高压P阱中部上形成有沟道区场氧；高压N阱中部上形成有漂移区场氧；沟道区场氧左侧的高压P阱上形成有P型重掺杂区；沟道区场氧右侧的高压P阱上形成有N型重掺杂区；漂移区场氧右侧的高压N阱上形成有N型重掺杂区；高压P阱上的所述N型重掺杂区到所述漂移区场氧之间的硅片上形成有栅氧化层；多晶硅栅形成在所述栅氧化层上面及所述漂移区场氧左部上面；高压P阱上的P型重掺杂区作为高压P阱引出端；高压P阱上的N型重掺杂区、高压N阱上的N型重掺杂区分别作为NLDMOS器件的源区、漏区引出端；重掺杂P型区、高压P阱到P型硅衬底，P型掺杂浓度依次减小；N型埋层及高压N阱的N型掺杂浓度，小于N型重掺杂区的N型掺杂浓度，并且大于N型外延的N型掺杂浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段文婷，刘冬华，钱文生，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31