横向ＤＭＯＳ装置结构及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种横向ＤＭＯＳ装置及其制造方法。通过在第一导电型半导体衬底上形成第二导电型阱以及在肖特基二极管区中形成与所述第二导电型阱接触的肖特基接触而形成所述横向ＤＭＯＳ装置，从而防止由于高电压导致的所述装置的击穿。

【技术实现步骤摘要】

0002本专利技术涉及一种半导体装置(半导体器件)，更具体地， 涉及一种横向双扩散MOSFET (以下，称作LDMOS)装置结构 以及一种制造其的方法。
技术介绍
0003由于通常4吏用的功率MOS场凌文应晶体管(以下，称作 MOSFET)具有比双极晶体管更高的输入阻抗，所以它具有大 的功率增益和简单的驱动电路。而且，由于功率MOSFET是单极 装置，所以在装置关闭的同时，它不具有由于少数载流子的积聚和 再结合导致产生的时间延迟(时延)。0004因此，功率MOSFET的应用逐渐扩展到开关型电源、灯 镇流器以及电才几驱动电3各。通常，作为这样的一种功率MOSFET， 利用平面扩散才支术的双扩散MOSFET (DMOSFET)结构净皮广泛寸吏 用。于1981年11月10日/>布的SelColak的美国专利第4,300,150 号才皮露了 DMOSFET结构的典型LDMOS晶体管。0005而且，由弗才立德.鲁门尼克(Vladimir Rumennik)在A 1200 BiCMOS Technology and Its Application, ISPSD 1991， Page 322-327，， 中和由4斤蒂芬.罗伯(Stephen P, Robb )在Recent Advances in Power Integrated Circuits with High Level Integration, ISPSD 1994, Page 343 -348中净艮道了将COMS晶体管和双才及晶体管与LDMOS晶体管集 成在一起的才支术。0006由于常规LDMOS装置具有简单的结构，所以它非常适合 应用于VLSI工艺。然而，认为这些LDMOS装置在特性方面比垂 直DMOS (VDMOS )差，以至于它没有^皮充分关注。最近，已经 证实，减少表面电场(RESURF) LDMOS装置有优良的导通电阻(Rsp)。然而，这种装置的结构4又应用在其源核j妾地的装置中，而 且非常复杂并且应用困难。0007参照图1，示出了常规LDMOS晶体管装置10。该装置主 要包括两个LDMOS晶体管10a和10b。晶体管装置10a形成在绝 缘硅片(SOI)衬底上，该绝缘硅片衬底具有硅衬底11、緩沖氧化 层(buffer oxide ) 12和半导体层14。本文中，标号24a和24b指示的是绝缘层。0008示出的半导体层14覆盖珪衬底11。常规LDMOS装置包 4舌源区16a和漏区18a。0009N型掺杂源区16a形成在P型掺杂阱区20中。阱区20有 时称作P型体(P type body )。 P型体20可以穿过半导体层14延伸 到緩沖氧化层12的上表面或仅存在于半导体层14之中。0010漏区18a在场绝缘区23a的另一端的附近。场绝桑彖区23a 包4舌i者3口热生长氧^b石圭(thermally grown silicon oxide )的场氧4匕层。00114册电4及26a形成在半导体层14的表面上。4册电才及26a 乂人 源区16a的一部分的上部延伸到场绝纟彖区23a的上部，并且具有掺 杂杂质的多晶硅。栅电极26a通过栅极绝缘层28a与半导体14的 表面相隔离。栅极绝缘层28a可以包含氧化物、氮化物或者它们的 化合物(也就是，堆叠的NO或ONO层)。0012侧壁区(未示出)可以形成在4册电极26a的侧壁上。侧壁 区通常包含诸如氧化硅的氧化物或诸如氮化硅的氮化物。0013 J高浓度掺杂体区(body region) 30也在图1中示出。该体 区30包含在P型体中，从而与P型体20具有良好的接触。体区30 以比P型体20更高的浓度掺杂。0014源极/漏极接触32a和34也包括在晶体管装置10a中。冲是 供接触32a和34,以1更通过绝缘层24a将源极/漏极区16a和18a 电耦接至电路中其他元件。0015在图1中，单一的4妻触34用于晶体管10a和10b的源区 16a和16b。这样的一个典型的传统工艺在WiaT.Ng.等的美国专利 第5,369,045号中4皮露了。0016图2是一个示意图，示出了作为简单符号的常规LDMOS 装置，如晶体管装置、体二极管(body diode)以及漏极与栅极之 间的寄生电容。本文中，体二极管是通过图1的P型体20和N型 半导体层14的结合而形成的二极管。在LDMOS中是固有(本征) 的。0017这样的一个LDMOS装置在断开状态应该可以岸义受漏极和 源极之间的高电压，并且在导通状态它应该快速流过漏极和源极之 间的大的电流。此时，才艮据在栅极绝缘层28a或P型体和源区16a和16b的结合处附近的漏极和源极之间的高压击穿装置发生。并且 在其中高压连续地施加到栅极绝缘层28a的情况下，应力在栅极绝 缘层28a上积聚从而导致栅极绝缘层28a ,皮击穿。0018因此，在其中4册极绝缘层相对较厚地形成以1更改善4册极绝 缘层28a的击穿电压特性的情况下，由于阈值电压的增大，它成为 起劣化装置操作特性的要素。0019而且，在驱动感应器通过推4免式结构或者具有图3所示的 有DMOS装置ml和m2的电桥结构加载的情况下，存在一个体二 极管的正向传导操作区如Im2,以及一个体二极管的反向传导操作 区如图2中的Iml。此时，如果体二才及管的电流大，则少凄t载流子 积聚，二极管断开被延迟，并引起寄生双极结型晶体管的操作(运 行)。
技术实现思路
0020因此，本专利技术的一个目的是制造用于功率或高电压的一种 横向DMOS装置，其包括肖特基二极管(Schottke diode )，从而允 许由于高电压的装置击穿可以在肖特基二极管中产生，并在肖特基 二极管而不是在正向传导操作区 (forward conducting operation region)的体二极管中执行流过大量电流的功能，由此提高装置的 操作速度和稳定性。0021而且，本专利技术的另一个目的是通过双极CMOS DMOS (BCD)工艺来制造一种横向DMOS装置，由此集成功率装置以 及防止通过简单工艺的寄生双极晶体管结合的t喿作导致的一种现象。0022为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面提供了一种横 向DMOS装置的制造方法，其中横向DMOS具有晶体管区、肖特 基二才及管区和场岁文应区(电场区，field region )，该制造方法包4舌以 下步骤在第一导电型半导体衬底上形成第二导电型阱；以及在肖 特基二极管区形成与第二导电型阱接触的肖特基接触。0023为了实现以上目的，才艮据本专利技术的另一方面提供一种横向 DMOS装置，其中横向DMOS装置具有晶体管区、肖特基二极管 区和场效应区。该横向DMOS装置包括形成在第一导电型半导体 衬底上的第二导电型阱；以及在肖特基二极管区形成的与第二导电 型阱接触的肖特基接触。附图说明0024附图被包括用来提供对本专利技术的进一步理解，并结合于此 而构成本申请的 一 部分。本专利技术的示例性实施例连同描述都用来解释本专利技术的原理。在附图中0025图l是常规横向DMOS装置的剖视图。0026图2是示出了作为简单符号的常规横向DMOS装置的示意0027图3是示出了具有常失见横向DMOS装置的推4免式输出级的 电流通if各的示意0028图4a到4e是根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向ＤＭＯＳ装置的制造方法，包括以下步骤：在第一导电型半导体衬底上形成第二导电型阱；以及　在肖特基二极管区中形成与所述第二导电型阱接触的肖特基接触。

【技术特征摘要】
KR 2007-6-8 10-2007-00558611.一种横向DMOS装置的制造方法，包括以下步骤在第一导电型半导体衬底上形成第二导电型阱；以及在肖特基二极管区中形成与所述第二导电型阱接触的肖特基接触。2. 根据权利要求1所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 所述横向DMOS装置具有晶体管区、所述肖特基二极管区和 场效应区，所述制造方法进一步包括以下步骤在所述第二导电型阱中形成漏区；在所述第二导电型阱的所述晶体管区中形成第 一导电型 体区；在所述第一导电型体区中形成第一导电型杂质区并且在 所述肖特基二极管区的所述第二导电型阱中形成第一导电型 保护环；在所述第一导电型杂质区的附近形成源区；在所述晶体管区、所述肖特基二4及管区和所述场效应区 中形成场绝》彖层；以及在所述晶体管区和所述肖特基二极管区中形成栅极绝缘 层和栅电极；其中，包括所述肖特基接触的金属接触形成在所述栅电 才及、所述漏区和所述源区上。3. 才艮据权利要求2所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 形成在所述肖特基二才及管区中的所述棚-4及绝》彖层和所述才册电 极比形成在所述晶体管区中的所述栅极绝缘层和所述栅电极 在宽度上更短，以便不与所述第一导电型保护环接触。4. 根据权利要求2所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 形成在所述肖特基二极管区中的所述肖特基二极管的击穿电 压是通过调整所述第 一导电型保护环的宽度来进行调节的。5. 根据权利要求2所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 所述第一导电型体区是通过离子注入硼(B )、铟(In )和镓(Ga ) 中的4壬一种形成的。6. 根据权利要求2所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 所述第一导电型体区是通过在1E13至4E14个离子/cn^和40 至100 Kev的条件下实施离子注入工艺形成的。7. 才艮据权利要求2所述的横向DMOS装置的制造方法，其中， 所述源区是通过离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：方诚晚，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]