橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]功率場效應(yīng)管主要包括垂直雙擴(kuò)散場效應(yīng)管(VDMOS，Vertical Double-DiffusedM0SFET)和橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管(LDMOS，Lateral Double-DiffusedMOSFET)兩種類型。其中，相較于垂直雙擴(kuò)散場效應(yīng)管(VDMOS)，橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管(LDMOS)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如，后者具有更好的熱穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性、更高的增益和耐久性、更低的反饋電容和熱阻，以及恒定的輸入阻抗和更簡單的偏流電路。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，一種常規(guī)的N型橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:半導(dǎo)體襯底(圖中未示出)，位于半導(dǎo)體襯底中的P阱100;位于P阱100內(nèi)的N型漂移區(qū)101 ;位于N型漂移區(qū)101中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104用于增長橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管導(dǎo)通的路徑，以增大橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管的擊穿電壓；位于N型漂移區(qū)101 —側(cè)的P阱100內(nèi)的P型體區(qū)106 ;位于半導(dǎo)體襯底上的柵極結(jié)構(gòu)105，所述柵極結(jié)構(gòu)105橫跨所述P型體區(qū)106和N型漂移區(qū)101，并部分位于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104上，所述柵極結(jié)構(gòu)105包括位于半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層上的柵電極、位于柵介質(zhì)層和柵電極兩側(cè)側(cè)壁上的側(cè)墻；位于柵極結(jié)構(gòu)105 —側(cè)的P型體區(qū)106內(nèi)的源區(qū)102，和位于柵極機(jī)構(gòu)105的另一側(cè)的N型漂移區(qū)101內(nèi)的漏區(qū)103，源區(qū)102和漏區(qū)103的摻雜類型為N型。
[0004]但是現(xiàn)有的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管的性能仍有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是怎樣提高橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管的性能。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；進(jìn)行第一離子注入，向所述半導(dǎo)體襯底中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成漂移區(qū)，漂移區(qū)包圍第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；進(jìn)行反型離子注入，在漂移區(qū)內(nèi)注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述漂移區(qū)內(nèi)形成反型摻雜區(qū)，反型摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度；在漂移區(qū)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成體區(qū)，所述體區(qū)中摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)的一端延伸至體區(qū)的上方，另一端延伸至第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上方。
[0007]可選的，在進(jìn)行反型離子注入之前，還包括:進(jìn)行第二離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)包括相連接的第一部分和第二部分，第一部分位于漂移區(qū)內(nèi)，第二部分位于漂移區(qū)外的半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且所述第一摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度。
[0008]可選的，所述反型摻雜區(qū)的深度小于第一摻雜區(qū)的深度。
[0009]可選的，所述第二離子注入的注入角度為15?45度，能量為150Kev?250Kev，劑量為 lE12atom/cm2 ?1.5E13atom/cm2。
[0010]可選的，所述反型離子注入的注入角度為O?7度，能量為30Kev?lOOKev，劑量為 lE12atom/cm2 ?1.5E13atom/cm2。
[0011]可選的，所述第一離子注入包括第一步離子注入和第二步離子注入，所述第一步離子注入的注入角度為O?7度，能量為500Kev?IMKev,劑量為5Ellatom/cm2?lE13atom/cm2,第二步離子注入的注入角度為O?7度，能量為250Kev?500Kev，劑量為5Ellatom/cm2 ?lE13atom/cm2。
[0012]可選的，所述漂移區(qū)的形成過程為:在所述半導(dǎo)體襯底上形成掩膜層，所述掩膜層具有暴露出半導(dǎo)體襯底表面的開口 ；以所述掩膜層為掩膜，進(jìn)行第一離子注入，向所述半導(dǎo)體襯底中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成漂移區(qū)，漂移區(qū)包圍第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0013]可選的，所述第一摻雜區(qū)和反型摻雜區(qū)的形成過程為:以所述掩膜層為掩膜，進(jìn)行第二離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)包括相連接的第一部分和第二部分，第一部分位于漂移區(qū)內(nèi)，第二部分位于漂移區(qū)外的半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且所述第一摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度；以所述掩膜層為掩膜，進(jìn)行反型離子注入，在漂移區(qū)內(nèi)注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，在所述漂移區(qū)內(nèi)形成反型摻雜區(qū)，反型摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，且反型摻雜區(qū)的深度小于第一摻雜區(qū)的深度。
[0014]可選的，所述橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管為N型的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管，所述第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為P型的雜質(zhì)離子，第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為N型的雜質(zhì)離子。
[0015]可選的，所述橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管為P型的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管，所述第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為N型的雜質(zhì)離子，第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為P型的雜質(zhì)離子。
[0016]可選的，所述P型雜質(zhì)離子為硼離子、銦離子、鎵離子中的一種或幾種，所述N型雜質(zhì)離子為磷離子、砷離子、銻離子中的一種或幾種。
[0017]可選的，還包括:在第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的漂移區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)，所述漏區(qū)內(nèi)摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；在柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的體區(qū)內(nèi)形成源區(qū)，所述源區(qū)內(nèi)第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子。
[0018]可選的，所述漏區(qū)的深度大于反型摻雜區(qū)的深度。
[0019]可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)包括位于半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層上的柵電極、以及位于柵介質(zhì)層和柵電極兩側(cè)側(cè)壁上的側(cè)墻。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管，包括:半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的漂移區(qū)，所述漂移區(qū)包圍第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述漂移區(qū)中摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；位于所述漂移區(qū)內(nèi)的反型摻雜區(qū)，反型摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，反型摻雜區(qū)中摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；位于漂移區(qū)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的體區(qū)，所述體區(qū)中摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子；位于所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)的一端延伸至體區(qū)的上方，另一端延伸至第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上方。
[0021]可選的，位于在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)中摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，所述第一摻雜區(qū)包括相連接的第一部分和第二部分，第一部分位于漂移區(qū)內(nèi)，第二部分位于漂移區(qū)外的半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且所述第一摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度大于反型摻雜區(qū)的深度。
[0022]可選的，所述反型摻雜區(qū)中的第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子濃度為lE12atom/cm3?1.5E13atom/cm3,第一摻雜區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子濃度為lE12atom/cm3?1.5E13atom/cm3,漂移區(qū)中第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子濃度為5EIlatom/cm3?lE13atom/
3
cm ο
[0023]可選的，所述橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管為N型的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管，所述第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為P型的雜質(zhì)離子，第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為N型的雜質(zhì)離子。
[0024]可選的，所述橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管為P型的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管，所述第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為N型的雜質(zhì)離子，第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子為P型的雜質(zhì)離子。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明的橫向雙擴(kuò)散場效應(yīng)管的形成方法，在形成漂移區(qū)后，在所述漂移區(qū)內(nèi)形成反型摻雜區(qū)，反型摻雜區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，所述反型摻雜區(qū)摻雜有第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，漂移區(qū)摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，第一導(dǎo)電類型與第二導(dǎo)電類型相反，反型摻雜區(qū)和漂移區(qū)的存在，在半導(dǎo)體襯底表面附近會(huì)形成PN結(jié)寄生電