LDMOS器件及其制备方法与流程

摘要: 本发明属于半导体制造,涉及一种ldmos器件及其制备方法。背景技术:1、横向双扩散金属氧化物半导体器件(laterallydiffusedmetaloxides...
LDMOS器件及其制备方法与流程

本发明属于半导体制造,涉及一种ldmos器件及其制备方法。

背景技术:

1、横向双扩散金属氧化物半导体器件(laterally diffused metal oxidesemiconductor,ldmos)具有耐压高、导通电阻低、驱动能力强及工艺兼容性好等特点,广泛应用于电源管理、汽车电子及高压集成电路等领域。

2、对于ldmos器件而言,器件处于关断高压状态时,漏端施加的高电压主要通过漂移区进行承受和释放,漂移区是实现高耐压的重要功能区域。因此,漂移区的结构、电势分布及电场分布对器件的击穿电压(bv)、导通电阻(ron)以及长期可靠性具有重要影响。

3、对于ldmos器件,击穿电压、导通电阻和可靠性之间存在相互制约关系。其中,为提高击穿电压,通常需要降低漂移区掺杂浓度、增加漂移区长度或增强漂移区耗尽能力,以降低峰值电场并提高耐压,但上述措施会增加漂移区电阻,从而使导通电阻升高。相反,提高漂移区掺杂浓度或缩短漂移区长度虽然能够降低导通电阻,却可能导致耗尽不充分及局部电场集中,不仅降低器件的击穿电压,还会增强碰撞电离和热载流子效应(hci),造成界面态或氧化层陷阱增加,使阈值电压、导通电阻等参数发生漂移,进而降低器件可靠性。因此,如何在保证较高击穿电压和较低导通电阻的同时降低局部峰值电场、提高长期可靠性,是高压ldmos设计中的关键技术难点。

4、现有技术中,ldmos器件通常采用局部氧化隔离结构(local oxidation ofsilicon,locos)或者单一场板结构对漂移区的表面电场进行调制。其中,locos结构可利用较厚的场氧化层改善漂移区表面的电势分布,并提高器件的耐压能力;场板结构则通过导电场板与漂移区之间的电容耦合作用,对漂移区表面电势进行调节,以降低部分区域的电场强度。然而,采用locos结构时,由于locos边缘、鸟嘴区域以及氧化层厚度发生变化的位置存在较明显的几何和介质边界变化,在高漏极电压条件下容易产生局部电场集中,导致器件可靠性较差;对于采用单一场板的ldmos器件,虽然场板能够在一定程度上重新分配漂移区表面的电势和电场,但由于场板覆盖范围及耦合能力有限,漂移区整体电势通常难以实现均匀下降,同时,在场板末端等电势发生较大变化的位置容易形成新的局部电场峰值,从而也会导致器件可靠性较差。

5、因此,如何改善ldmos漂移区的电势及电场分布,降低局部峰值电场,在保持较高击穿电压和较低导通电阻的同时提高器件可靠性,仍是现有技术需要解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种ldmos器件及其制备方法,用于解决现有技术中ldmos器件的电场集中及可靠性的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种ldmos器件,所述ldmos器件包括:

3、半导体衬底;

4、漂移区,所述漂移区具有第一导电类型,且所述漂移区位于所述半导体衬底中;

5、体区,所述体区具有第二导电类型,且所述体区位于所述漂移区中;

6、栅极结构,所述栅极结构位于所述漂移区上,且部分所述体区位于所述栅极结构的下方;

7、漏极区及源极区,所述漏极区具有第一导电类型且位于所述漂移区中,所述源极区具有第一导电类型且位于所述体区中;其中,沿第一方向,所述漏极区与所述源极区分别位于所述栅极结构的两侧;

8、金属接触,所述金属接触包括栅极金属接触、源极金属接触及金属接触场板;其中,所述栅极金属接触与所述栅极结构电连接;所述源极金属接触与所述源极区电连接;所述金属接触场板位于所述栅极结构与所述漏极区之间且间隔设置,所述金属接触场板包括第一金属接触场板及第二金属接触场板,且所述第一金属接触场板与所述栅极金属接触电连接,所述第二金属接触场板与所述源极金属接触电连接。

9、可选地,所述第一金属接触场板及所述第二金属接触场板均沿第二方向延伸,且第一方向与第二方向垂直设置。

10、可选地,所述栅极金属接触、所述源极金属接触、所述第一金属接触场板及所述第二金属接触场板的顶面位于同一平面或位于不同平面。

11、可选地,包括多个所述第一金属接触场板及多个所述第二金属接触场板。

12、可选地,所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板具有相同数量或具有不同数量。

13、可选地,所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板具有相同形貌或具有不同形貌。

14、可选地,所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板等间距交替设置或非等间距交替设置。

15、可选地,还包括硅化物阻挡层,所述硅化物阻挡层位于所述栅极结构与所述漏极区之间,且所述金属接触场板均位于所述硅化物阻挡层上;和/或还包括具有第二导电类型的体接触区,且所述体接触区贯穿所述源极区。

16、本发明还提供一种ldmos器件的制备方法,金属接触中的栅极金属接触、源极金属接触及金属接触场板同步制备或分步制备。

17、本发明还提供一种ldmos器件的制备方法,包括以下步骤:

18、提供半导体衬底;

19、于所述半导体衬底中形成具有第一导电类型的漂移区;

20、于所述漂移区上形成栅极结构;

21、于所述漂移区中形成具有第二导电类型的体区,且部分所述体区位于所述栅极结构的下方;

22、形成栅极侧墙;

23、于所述漂移区中形成具有第一导电类型的漏极区,以及于所述体区中形成具有第一导电类型的源极区;其中,沿第一方向,所述漏极区与所述源极区分别位于所述栅极结构的两侧;

24、于所述源极区中形成具有第二导电类型的体接触区,且所述体接触区贯穿所述源极区;

25、于所述栅极结构与所述漏极区之间形成硅化物阻挡层;

26、形成金属接触,所述金属接触包括栅极金属接触、源极金属接触及金属接触场板;其中,所述栅极金属接触位于所述栅极结构上且与所述栅极结构电连接;所述源极金属接触位于所述体接触区上且与所述源极区电连接;所述金属接触场板位于所述栅极结构与所述漏极区之间的所述硅化物阻挡层上,所述金属接触场板包括间隔设置第一金属接触场板及第二金属接触场板,且所述第一金属接触场板与所述栅极金属接触电连接,所述第二金属接触场板与所述源极金属接触电连接。

27、如上所述,本发明的ldmos器件及其制备方法,在ldmos器件的漂移区上方设置第一金属接触场板及第二金属接触场板,且使得第一金属接触场板与栅极金属接触电连接,第二金属接触场板与源极金属接触电连接,从而可提供交替电位场板,实现电场调控,改善可靠性。另外,本发明的ldmos器件在制备时,不需要增加工艺步骤及光罩,从而可实现操作便捷性,具有广泛的适用性。

1.一种ldmos器件,其特征在于,所述ldmos器件包括:

2.根据权利要求1所述的ldmos器件,其特征在于:所述第一金属接触场板及所述第二金属接触场板均沿第二方向延伸,且第一方向与第二方向垂直设置。

3.根据权利要求1所述的ldmos器件,其特征在于:所述栅极金属接触、所述源极金属接触、所述第一金属接触场板及所述第二金属接触场板的顶面位于同一平面或位于不同平面。

4.根据权利要求1所述的ldmos器件,其特征在于:包括多个所述第一金属接触场板及多个所述第二金属接触场板。

5.根据权利要求4所述的ldmos器件,其特征在于:所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板具有相同数量或具有不同数量。

6.根据权利要求4所述的ldmos器件,其特征在于:所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板具有相同形貌或具有不同形貌。

7.根据权利要求4所述的ldmos器件,其特征在于:所述第一金属接触场板与所述第二金属接触场板等间距交替设置或非等间距交替设置。

8.根据权利要求1所述的ldmos器件,其特征在于:还包括硅化物阻挡层,所述硅化物阻挡层位于所述栅极结构与所述漏极区之间,且所述金属接触场板均位于所述硅化物阻挡层上;和/或还包括具有第二导电类型的体接触区,且所述体接触区贯穿所述源极区。

9.一种如权利要求1~8中任一所述ldmos器件的制备方法,其特征在于:金属接触中的栅极金属接触、源极金属接触及金属接触场板同步制备或分步制备。

10.一种如权利要求1~8中任一所述ldmos器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: