一种对称隔离ldmos器件及其制造方法

文档序号:8441409阅读:1050来源:国知局
一种对称隔离ldmos器件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LDMOS器件及其制造方法,尤其是改善对称隔离LDMOS管击穿的方法,及对应的LDMOS器件。
【背景技术】
[0002]LDMOS (横向扩散金属氧化物半导体),与晶体管相比,在关键的器件特性方面,如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等发面优势很明显;并且LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用,而对称隔离LDMOS管,因为Source (源)和Drain (漏)是完全对称的,所以工作时这两端也可以互换使用,这样实际应用更加方便,所以对称隔离LDMOS管更加受到用户的青睐。
[0003]如图1所示为现有技术中的一种对称隔离LDMOS管,采用0.25 μ mB⑶工艺平台下,隔离对称LDM0S1’包括:埋层隔离层2’(BN),设置在底部;P型阱区3’,设置于埋层隔离层2’之上;侧面隔离区4’、5’,为N型阱区,设置于P型阱区3’夕卜侧,源区(Source) 7’和漏区(Drain) 8’完全对称设置在栅极6’两侧,并且源区7’和漏区8,分别包括N型掺杂区(NG) 74,a 和 84,a,N 型漂移区(N-drift) 72’ a 和 82,a,场氧化层(FOX) 73’ a 和 83,a,重掺杂N型区71’ a和81’ a。但是现有的制造方法存在一个问题:因为在工作时漏区8’和埋层隔离层2’,一起被施加高电压,而源区7’接地。这样埋层隔离层2’和源区7’之间形成就形成了一个很高的压差,当源区7’的N型掺杂区74’ a和埋层隔离层2’之间距离很小时,它们之间的P型阱区3’很容易被耗尽,这样源区7’的N型掺杂区74’ a和埋层隔离层2’容易被击穿,这样对称隔离LDMOS管就耐不了高压;并且现有技术中源区V的N型掺杂区74’a和埋层隔离层2’之间仅可以承受1V的压差,超过1V就会穿通,而这种对称隔离LDMOS管的击穿电压(BV, breakdown voltage)要求通常在30V以上。
[0004]为了解决LDMOS管的击穿电压(BV, breakdownvoItage)不够高的技术问题,对于本领域技术人员很容易想到的技术方案是:通过增加EPI的厚度(即增加NG和BN的距离),这样虽然可以改善以上问题,但是对其他器件影响较大,而且制造成本也很高。

【发明内容】

[0005]为了解决上述技术问题,本发明提供一种对称隔离LDMOS管及其制造方法,能够保证对称隔离LDMOS管的击穿电压满足需求的情况下,制造工艺简单,而且成本低。本发明采用的技术方案为:
[0006]提供一种对称隔离LDMOS器件,包括:
[0007]埋层隔离层,设置在底部;
[0008]P型阱区,设置于埋层隔离层之上;
[0009]侧面隔离区,设置于所述P型阱区外侧;
[0010]栅极,设置于所述P型阱区之上;
[0011]源区,设置在所述栅极的一侧,包括设于所述P型阱区内的第一 N型掺杂区,邻接所述第一 N型掺杂区的第一 N型漂移区,设于所述第一 N型漂移区上的场氧化层以及设于所述第一 N型掺杂区之上的第一重掺杂N型区;
[0012]漏区,与所述源区相对于所述栅极对称地设置在另一侧,所述漏区包括设于所述P型阱区内的第二 N型掺杂区,邻接所述第二 N型掺杂区的第二 N型漂移区,设于所述第二 N型漂移区上的场氧化层以及设于所述第二 N型掺杂区之上的第二重掺杂N型区;
[0013]其特征在于:
[0014]在所述P型阱区内,在第一 N型掺杂区与所述埋层隔离层之间,通过P型注入形成有P型注入区,所述P型注入的杂质注入面密度为113?114CnT2量级。
[0015]作为一种优选方案,上述P型注入的杂质注入能量为10Kev到500Kev。
[0016]作为一种优选方案,上述P型注入区位于所述第一 N型掺杂区的正下方。
[0017]作为一种优选方案,上述P型注入区与埋层隔离层的距离较其与所述第一 N型掺杂区的距离更短。
[0018]作为一种优选方案,上述P型注入的杂质为硼离子。
[0019]另一方面,本发明提供一种对称隔离LDMOS器件的制造方法,包括:
[0020]首先提供一种器件,包括埋层隔离层,设置在底部;P型阱区,设置于埋层隔离层之上;侧面隔离区,设置于所述P型阱区外侧;栅极,设置于所述P型阱区之上;源区,设置在所述栅极的一侧,包括设于所述P型阱区内的第一 N型掺杂区,邻接所述第一 N型掺杂区的第一 N型漂移区,设于所述第一 N型漂移区上的场氧化层以及设于所述第一 N型掺杂区之上的第一重掺杂N型区;漏区,与所述源区相对于所述栅极对称地设置在另一侧,所述漏区包括设于所述P型阱区内的第二 N型掺杂区,邻接所述第二 N型掺杂区的第二 N型漂移区,设于所述第二 N型漂移区上的场氧化层以及设于所述第二 N型掺杂区之上的第二重掺杂N型区;
[0021]然后在第一 N型掺杂区与所述埋层隔离层之间,通过增加一次P型注入形成P型注入区。
[0022]作为一种优选方案,上述增加的P型注入的杂质注入面密度为113?114CnT2量级。
[0023]作为一种优选方案,上述P型注入的杂质注入能量为10Kev到500Kev。
[0024]作为一种优选方案,通过N型注入形成第一 N型掺杂区,并从与所述N型注入相同的注入区域进行所述增加的P型注入,以使所述P型注入区位于所述第一 N型掺杂区的正下方。
[0025]作为一种优选方案,上述增加的P型注入的杂质为硼离子。
【附图说明】
[0026]图1所示为现有技术中对称隔离LDMOS器件的截面示意图;
[0027]图2所示为本发明一实施例的对称隔离LDMOS器件的截面示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明,需要说明的是,这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明,而非对本发明的限定性解释。
[0029]如图2所示,作为本发明一优选实施例,首先提供一种对称隔离LDMOS器件1,包括:埋层隔离层(Bury N Well) 2,设置在底部;P型阱区(Pwell) 3,设置于埋层隔离层2之上;侧面隔离区4、5,侧面隔离区4、5为N型阱区(N well ),设置于所述P型阱区外侧;栅极(GT) 6,设置于所述P型阱区之上,通常栅极包括栅电极和位于栅电极下方的栅介质层,本发明对于栅极的具体材质结构没有限制;源区(Source) 7,设置在所述栅极6的一侧,包括设于所述P型阱区3内的第一 N型掺杂区(NG)74a,邻接所述第一 N型掺杂区74a的第一 N型漂移区(N — Drift)72a、72b,设于所述第一 N型漂移区72a、72b上的场氧化层(F0X)73a、73b,以及设于所述第一 N型掺杂区74a之上的第一重掺杂N型区71a,所述第一重掺杂N型区71a作为引出端,引出源电极;漏区8,与所述源区7相对于所述栅极6对称地设置在另一侦牝所述漏区8包括设于所述P型阱区内的第二 N型掺杂区(NG)84a,邻接所述第二 N型掺杂区84a的第二 N型漂移区(N — Drift) 82a、82b,设于所述第二 N型漂移区82a、82b上的场氧化层(F0X)83a、83b以及设于所述第二 N型掺杂区84a之上的第二重掺杂N型区81a,所述第二重掺杂N型区81a作为引出端,引出漏电极。其中,本发明对第一、第二 N型漂移区的数量没有限制,同样地,对相应覆盖在第一、第二 N型漂移区上方的场氧化层的数量也没有限制;
[0030]在该实施例中,源区及漏区的外侧还分别设有重掺杂P型区73c、83c,所述重掺杂P型区73c、83c直接与下方的P型阱区(Pwell)3连接用于作为引出端引出衬底电极;最外侧的侧面隔离区4、5中还可设有第三重掺杂N型区71b、81b,作为引出端,用于引出隔离电极。此处,引出衬底电极和引出隔离电极也可以是其他的结构形式,本发明对此没有限制。[0031 ] 为了满足对称隔离LDMOS管的击穿电压需求,在所述P型阱区3内,在第一 N型掺杂区74a与所述埋层隔离层2之间,通过P型注入形成有P型注入区9,所述P型注入的杂质注入面密度为113?114CnT2量级。这样即使源区7的第一 N型掺杂区74a和埋层隔离层2承受较高电压时,P型阱区3也不会被完全耗尽。本实施例中,考虑到器件的对称性,优选地,在漏区8和埋层隔离层2之间同样设置了一个通过P型注入形成的P型注入区10。
[0032]优选地,P型注入的杂质注入能量为10Kev到500Kev。
[0033]优选地,P型注入区9与埋层隔离层2的距离较其与所述第一 N型掺杂区74a的距离更短。
[0034]优选地,P型注入区9位于所述第一 N型掺杂区74a的正下方。
[0035]优选地,P型注入的的P型杂质为硼离子。
[0036]上述优选地方案中,P型注入的杂质注入能量较大,P型注入区9与第一 N型掺杂区74a的距离更近,可进一步改善源区7的第一
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