本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造，具體涉及一種基于soi襯底的ldmos器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、基于soi襯底(si-o-si，底層硅-埋氧層-頂層硅)的ldmos器件(可簡(jiǎn)稱為soi-ldmos器件)與基于硅襯底的ldmos器件的承壓方式不同，基于soi襯底的ldmos器件的承壓由兩部分組成：

2、(1)橫向：由n-drift(n型漂移區(qū))與p-body(p型體區(qū))形成的pn結(jié)耗盡區(qū)承壓；

3、(2)縱向：由n-drift(n型漂移區(qū))與soi襯底中的埋氧層承壓；

4、其中，中間氧化層內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度是與埋氧層交界位置的初始頂層硅的電場(chǎng)強(qiáng)度的三倍。對(duì)于傳統(tǒng)的基于soi襯底的ldmos器件而言，器件的縱向擊穿一般發(fā)生在漏極下方的頂層硅和埋氧層交界面處的初始頂層硅一側(cè)，也即當(dāng)發(fā)生擊穿時(shí)，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到器件的臨界場(chǎng)強(qiáng)，目前基于soi襯底的ldmos器件的整體縱向耐壓不夠，若頂層硅和埋氧層交界面處的頂層硅一側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度能提高，則可以增加器件整體的縱向耐壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于soi襯底的ldmos器件及其制備方法，可以解決現(xiàn)有的soi-ldmos器件的整體縱向耐壓不夠的問(wèn)題。

2、一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于soi襯底的ldmos器件，包括：

3、依次堆疊的底層硅、中間隔離層和初始頂層硅；

4、第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)，所述局部埋型摻雜區(qū)位于所述初始頂層硅中；

5、外延層，所述外延層覆蓋所述初始頂層硅和所述局部埋型摻雜區(qū)；

6、保持一定間隔的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)、第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)，所述體區(qū)位于所述外延層中，所述漂移區(qū)位于所述外延層和所述初始頂層硅中，其中，所述局部埋型摻雜區(qū)位于靠近所述體區(qū)側(cè)的所述漂移區(qū)的底部，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述局部埋型摻雜區(qū)中摻雜離子的摻雜濃度線性遞增；

7、漏區(qū)、保持一定間隔的基極引出區(qū)和源區(qū)，所述漏區(qū)位于所述漂移區(qū)中，所述基極引出區(qū)和所述源區(qū)分別位于所述體區(qū)中；

8、階梯型氧化層，所述階梯型氧化層覆蓋所述漂移區(qū)的部分表面；以及

9、階梯型多晶硅層，所述階梯型多晶硅層覆蓋所述體區(qū)的部分表面、所述漂移區(qū)的部分表面和所述階梯型氧化層的部分表面。

10、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，形成所述局部埋型摻雜區(qū)的步驟包括：

11、在所述初始頂層硅表面涂覆一光刻膠層；

12、利用特殊光罩并通過(guò)光刻工藝在所述光刻膠層上定義多個(gè)開口圖形，其中，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸逐個(gè)遞增；

13、以圖案化的所述光刻膠層為掩膜，對(duì)所述初始頂層硅進(jìn)行離子注入，以得到摻雜濃度線性遞增的所述局部埋型摻雜區(qū)；

14、去除圖案化的所述光刻膠層。

15、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸根據(jù)等差數(shù)列的規(guī)律逐個(gè)遞增。

16、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，所述光刻膠層中的兩兩相鄰的開口之間的間距相等。

17、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述漂移區(qū)中的離子摻雜濃度；所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述外延層中的離子摻雜濃度；所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述體區(qū)中的離子摻雜濃度。

18、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，所述局部埋型摻雜區(qū)的橫向尺寸不超過(guò)所述漂移區(qū)橫向尺寸的二分之一。

19、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件中，所述外延層中摻雜離子的導(dǎo)電類型與所述體區(qū)中摻雜離子的導(dǎo)電類型相同。

20、另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種基于soi襯底的ldmos器件的制備方法，包括：

21、提供依次堆疊的底層硅、中間隔離層和初始頂層硅；

22、通過(guò)離子注入工藝，在所述初始頂層硅中形成第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)；

23、形成外延層，所述外延層覆蓋所述初始頂層硅和所述局部埋型摻雜區(qū)；

24、通過(guò)多次離子注入，分別形成保持一定間隔的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)、第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)，所述體區(qū)位于所述外延層中，所述漂移區(qū)位于所述外延層和所述初始頂層硅中，其中，所述局部埋型摻雜區(qū)位于靠近所述體區(qū)側(cè)的所述漂移區(qū)的底部，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述局部埋型摻雜區(qū)中摻雜離子的摻雜濃度線性遞增；

25、通過(guò)多次離子注入，分別在所述體區(qū)中形成保持一定間隔的基極引出區(qū)和源區(qū)，以及在所述漂移區(qū)中形成漏區(qū)；

26、形成階梯型氧化層，所述階梯型氧化層覆蓋所述漂移區(qū)的部分表面；以及

27、形成階梯型多晶硅層，所述多晶硅層覆蓋所述體區(qū)的部分表面、所述漂移區(qū)的部分表面和所述階梯型氧化層的部分表面。

28、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件的制備方法中，通過(guò)離子注入工藝，在所述初始頂層硅中形成第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)的步驟包括：

29、在所述初始頂層硅表面涂覆一光刻膠層；

30、利用特殊光罩并通過(guò)光刻工藝在所述光刻膠層上定義多個(gè)開口圖形，其中，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸逐個(gè)遞增；

31、以圖案化的所述光刻膠層為掩膜，對(duì)所述初始頂層硅進(jìn)行離子注入，以得到摻雜濃度線性遞增的所述局部埋型摻雜區(qū)；

32、去除圖案化的所述光刻膠層。

33、可選的，在所述基于soi襯底的ldmos器件的制備方法中，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸根據(jù)等差數(shù)列的規(guī)律逐個(gè)遞增。

34、本申請(qǐng)技術(shù)方案，至少包括如下優(yōu)點(diǎn)：

35、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于soi襯底的ldmos器件及其制備方法，其中l(wèi)dmos器件結(jié)構(gòu)中，第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)位于頂層硅中，第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)位于外延層和初始頂層硅中，局部埋型摻雜區(qū)位于靠近第二導(dǎo)電類型的體區(qū)側(cè)的漂移區(qū)的底部，并且從靠近體區(qū)往遠(yuǎn)離體區(qū)方向(從左往右方向)，局部埋型摻雜區(qū)中摻雜離子的摻雜濃度線性遞增。本申請(qǐng)通過(guò)將摻雜濃度從左往右方向線性遞增的局部埋型摻雜區(qū)設(shè)置在漂移區(qū)的左側(cè)底部(左下角)，可以增加初始頂層硅與中間隔離層交界位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而可以提高中間隔離層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)器件整體的縱向耐壓的提高的效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，形成所述局部埋型摻雜區(qū)的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸根據(jù)等差數(shù)列的規(guī)律逐個(gè)遞增。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，所述光刻膠層中的兩兩相鄰的開口之間的間距相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述漂移區(qū)中的離子摻雜濃度；所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述外延層中的離子摻雜濃度；所述局部埋型摻雜區(qū)中的離子摻雜濃度大于所述體區(qū)中的離子摻雜濃度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，所述局部埋型摻雜區(qū)的橫向尺寸不超過(guò)所述漂移區(qū)橫向尺寸的二分之一。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于soi襯底的ldmos器件，其特征在于，所述外延層中摻雜離子的導(dǎo)電類型與所述體區(qū)中摻雜離子的導(dǎo)電類型相同。

8.一種基于soi襯底的ldmos器件的制備方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于soi襯底的ldmos器件的制備方法，其特征在于，通過(guò)離子注入工藝，在所述初始頂層硅中形成第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)的步驟包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于soi襯底的ldmos器件的制備方法，其特征在于，從靠近所述體區(qū)往遠(yuǎn)離所述體區(qū)方向，所述光刻膠層中的開口的橫向尺寸根據(jù)等差數(shù)列的規(guī)律逐個(gè)遞增。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于SOI襯底的LDMOS器件及其制備方法，其中LDMOS器件結(jié)構(gòu)中，第一導(dǎo)電類型的局部埋型摻雜區(qū)位于頂層硅中，第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)位于外延層和初始頂層硅中，局部埋型摻雜區(qū)位于靠近第二導(dǎo)電類型的體區(qū)側(cè)的漂移區(qū)的底部，并且從靠近體區(qū)往遠(yuǎn)離體區(qū)方向(從左往右方向)，局部埋型摻雜區(qū)中摻雜離子的摻雜濃度線性遞增。本申請(qǐng)通過(guò)將摻雜濃度從左往右方向線性遞增的局部埋型摻雜區(qū)設(shè)置在漂移區(qū)的左側(cè)底部(左下角)，可以增加初始頂層硅與中間隔離層交界位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而可以提高中間隔離層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)器件整體的縱向耐壓的提高的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉日,王函,陳廣龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華虹半導(dǎo)體（無(wú)錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17