一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變nldmos器件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件及其制作方法，屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案為：帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，包括半導(dǎo)體襯底、溝道摻雜區(qū)、漂移區(qū)、源重?fù)诫s區(qū)、漏重?fù)诫s區(qū)、柵氧、場氧、柵，還包括設(shè)置在漂移區(qū)的沿源漏方向的P型摻雜的槽型結(jié)構(gòu)，所述槽型結(jié)構(gòu)向漂移區(qū)寬度方向引入壓應(yīng)力、長度方向引入張應(yīng)力。引入應(yīng)力的方法為：向槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域淀積無定型材料，通過退火使無定型材料變成多晶材料過程中體積的膨脹引入應(yīng)力，或者向槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行氧離子注入，退火使氧離子與硅反應(yīng)生成二氧化硅，通過硅氧化過程中體積的膨脹引入應(yīng)力。本發(fā)明器件在保證擊穿電壓的同時(shí)降低了漂移區(qū)的電阻，提升了器件的性能。
【專利說明】一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種N型橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管（NLDMOS)及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信系統(tǒng)、功率開關(guān)模塊及其相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)著功率集成電路的迅 速發(fā)展，隨著工作頻率越來越高，其對(duì)電路及器件頻率的要求越來越高。一方面，無線通信 系統(tǒng)需要擴(kuò)展信號(hào)的帶寬，從而需要器件具有高的工作頻率；另一方面，高的擊穿電壓需要 長的漂移區(qū)和低的漂移區(qū)摻雜，這與降低漂移區(qū)電阻、提高頻率和效率相矛盾。因此，在提 高器件擊穿電壓的同時(shí)，降低漂移區(qū)電阻，提高其頻率特性、輸出效率、線性區(qū)特性等成為 業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003] 在射頻功率器件中，LDM0S(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）器件憑借 其良好的工藝兼容性和優(yōu)良的性能，在射頻功率器件中發(fā)揮著重要的作用。提高LDM0S擊 穿電壓，降低漂移區(qū)電阻的方法主要有溝道工程和漂移區(qū)工程。溝道工程即通過對(duì)器件溝 道長度的縮短、溝道的改進(jìn)提高溝道載流子遷移率，進(jìn)而提高器件的跨導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)能力，減小 柵電容，從而提高器件頻率。其中，提高溝道載流子遷移率的方法主要為改變溝道材料和向 溝道中引入應(yīng)力。漂移區(qū)工程主要是對(duì)漂移區(qū)結(jié)構(gòu)和摻雜的改進(jìn)以使漂移區(qū)全耗盡，漂移 區(qū)電場分布更均勻以提高擊穿，同時(shí)降低漂移區(qū)電阻以提高器件飽和特性，提高頻率特性 和輸出效率等，主要有場板技術(shù)，盧瑟福技術(shù)和漂移區(qū)超晶結(jié)技術(shù)等。
[0004] 向N型半導(dǎo)體材料中延載流子輸運(yùn)方向引入單軸張應(yīng)力或在輸運(yùn)平面內(nèi)引入雙 軸張應(yīng)力可有效提升其電子遷移率，減小電阻。向P型半導(dǎo)體材料延載流子輸運(yùn)方向引入 單軸壓應(yīng)力可有效提升其空穴遷移率，在載流子輸運(yùn)平面內(nèi)的雙軸張應(yīng)力也可提升空穴遷 移率，但效果相對(duì)較小。對(duì)于LDM0S，溝道應(yīng)力主要通過氮化硅蓋帽和鍺硅虛擬襯底方式引 入。然而鍺硅虛擬襯底方式通常采用全局鍺硅虛擬襯底方式，因?yàn)槌谠ユN硅層上難以生長 厚的應(yīng)變硅層，而禁帶寬度較窄的鍺硅層在漂移區(qū)時(shí)其臨界擊穿電場較低，從而會(huì)導(dǎo)致漂 移區(qū)可承受耐壓降低，導(dǎo)致LDM0S擊穿電壓降低；而僅在溝道下方采用局部虛擬襯底技術(shù) 則制作工藝復(fù)雜，成本較高。
[0005] 現(xiàn)有的采用氮化硅蓋帽向溝道中引入應(yīng)力的LDM0S器件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括 半導(dǎo)體襯底1，溝道摻雜區(qū)2,漂移區(qū)3,源重?fù)诫s區(qū)4,漏重?fù)诫s區(qū)5,柵氧6,場氧7,柵8,應(yīng) 變氮化硅蓋帽9。當(dāng)整個(gè)器件只覆蓋一種氮化硅薄膜時(shí)，對(duì)于小尺寸器件和柵厚度較大的大 尺寸器件，可通過氮化硅的收縮使得溝道兩側(cè)襯底硅的收縮從而向溝道區(qū)引入張應(yīng)力，但 這種方式將會(huì)向漂移區(qū)中引入壓應(yīng)力；而對(duì)于柵厚度較小的大尺寸器件，溝道中心應(yīng)力還 受柵正上方氮化硅傳下來的應(yīng)力的影響，而柵向溝道傳遞的應(yīng)力與源區(qū)和漂移區(qū)向溝道傳 遞的應(yīng)力類型相反，導(dǎo)致溝道應(yīng)力減小，器件性能的提升受限。
[0006] 對(duì)于傳統(tǒng)M0S器件，由于源漏區(qū)高摻雜，自身電阻很小，故可以忽略源漏區(qū)應(yīng)力對(duì) 其電阻的影響。但對(duì)于LDM0S器件，由于漂移區(qū)摻雜較低且長度較長，漂移區(qū)電阻較大，這 種情況下應(yīng)力對(duì)漂移區(qū)電阻影響較大。LDMOS器件漂移區(qū)面積較大，受邊界條件限制，難以 通過直接覆蓋應(yīng)變氮化硅蓋帽層方式向漂移區(qū)中引入有效應(yīng)力以降低其電阻。
[0007] 為了降低LDM0S漂移區(qū)電阻，采用的辦法主要為提高漂移區(qū)摻雜濃度，但摻雜的 增加將導(dǎo)致其耗盡區(qū)變窄，過高的漂移區(qū)摻雜會(huì)使漂移區(qū)不能全耗盡，從而使擊穿電壓降 低。為了在增大漂移區(qū)摻雜，降低漂移區(qū)電阻的同時(shí)保證漂移區(qū)的全耗盡，盧瑟福技術(shù)的提 出迅速獲得廣泛的推廣，人們通過在漂移區(qū)的下方引入與漂移區(qū)相反類型的摻雜，從而在 漂移區(qū)與漂移區(qū)下方之間形成P-N結(jié)，以N型LDM0S為列，漏端高壓時(shí)，該P(yáng)-N結(jié)反偏將促 進(jìn)漂移區(qū)的耗盡，從而可將漂移區(qū)摻雜提升，將其厚度減小，獲得導(dǎo)通電阻降低與擊穿電壓 的提升。但太薄的漂移區(qū)會(huì)使得漏端垂直方向擊穿電壓降低，故為保證擊穿，漂移區(qū)厚度不 能太小。于是又有研究者提出超晶結(jié)漂移區(qū)LDM0S器件，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括半導(dǎo)體襯 底1，溝道摻雜區(qū)2,漂移區(qū)3,源重?fù)诫s區(qū)4,柵氧6,柵8,與漂移區(qū)摻雜類型相反的區(qū)域17。 在N型摻雜的漂移區(qū)3中引入延源漏方向的P型摻雜的槽型條狀區(qū)域17,通過P型摻雜的 槽型條狀區(qū)域17在關(guān)斷時(shí)促進(jìn)N型摻雜的漂移區(qū)3的耗盡，可實(shí)現(xiàn)漂移區(qū)全耗盡不受漂移 區(qū)厚度的限制，有效避免垂直方向的擊穿，從而提高器件的擊穿電壓。但P型摻雜的槽型條 狀區(qū)域17的存在減小了漂移區(qū)有效的導(dǎo)電區(qū)域，對(duì)降低漂移區(qū)寄生電阻不利，這也限制了 器件性能的提高，尤其對(duì)RF (射頻）、小尺寸LDM0S的性能影響較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)【背景技術(shù)】存在的缺陷，提出了一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件及 其制作方法。本發(fā)明在漂移區(qū)沿源漏方向引入P型摻雜的槽型結(jié)構(gòu)，一方面，該槽型結(jié)構(gòu) 為應(yīng)力源，可向漂移區(qū)寬度方向引入壓應(yīng)力和長度方向引入張應(yīng)力，從而提高漂移區(qū)電子 遷移率、降低漂移區(qū)電阻；另一方向，在槽型結(jié)構(gòu)中引入與漂移區(qū)相反類型的摻雜，使關(guān)斷 時(shí)漂移區(qū)更容易實(shí)現(xiàn)全耗盡，從而提高器件的擊穿電壓。本發(fā)明提出的N型LDM0S器件 (NLDM0S)在保證擊穿電壓的同時(shí)降低了漂移區(qū)的電阻，提升了器件的性能。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件，包括半導(dǎo)體襯底1、溝道摻雜區(qū)2、漂移區(qū)3、 源重?fù)诫s區(qū)4、漏重?fù)诫s區(qū)5、柵氧6、場氧7、柵8,其特征在于，還包括設(shè)置在漂移區(qū)的沿源 漏方向的P型摻雜的槽型結(jié)構(gòu)10,所述槽型結(jié)構(gòu)10向漂移區(qū)的寬度方向引入壓應(yīng)力，長度 方向引入張應(yīng)力。
[0011] 其中，所述槽型結(jié)構(gòu)的上表面到下表面的垂直距離大于漂移區(qū)厚度的一半。
[0012] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)的寬度小于0. 2 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)之間的間距小于 0. 3 μ m。所述槽型結(jié)構(gòu)10的左邊緣與場氧的右邊緣重合，槽型結(jié)構(gòu)10的右邊緣與漏重?fù)?雜區(qū)5左邊緣的距離大于漂移區(qū)厚度的五分之一。
[0013] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為矩形、梯形、階梯形或閉口 U形。
[0014] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為梯形或階梯形時(shí)，所述梯形或階梯形的長邊位于 槽型結(jié)構(gòu)的上表面；所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為閉口 U形時(shí)，閉口 U形的閉口線位于槽型結(jié)構(gòu)的 上表面。
[0015] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)的介質(zhì)層為二氧化硅。
[0016] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)的介質(zhì)層為無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅熱處理 生成的多晶硅、多晶鍺或多晶鍺硅，或者其他熱處理體積膨脹的介質(zhì)材料。
[0017] 一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0018] 步驟1 :在半導(dǎo)體襯底1上按傳統(tǒng)LDM0S工藝制作N型LDM0S器件的漂移區(qū)，溝道 摻雜區(qū)，柵氧，場氧，柵，源重?fù)诫s區(qū)，漏重?fù)诫s區(qū)；
[0019] 步驟2 :在漂移區(qū)制作應(yīng)變槽型結(jié)構(gòu)10,同時(shí)對(duì)漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行P型離子摻 雜，并通過對(duì)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理向漂移區(qū)3寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力。
[0020] 其中，步驟2的具體過程為：淀積刻蝕阻擋層掩膜14,在漂移區(qū)采用干法刻蝕的方 法得到槽15,然后向槽內(nèi)淀積無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅，并進(jìn)行P型摻雜，然后退 火使無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅變成多晶硅、多晶鍺或多晶鍺硅，發(fā)生體積膨脹從而 向漂移區(qū)3寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力；然后去除刻蝕阻擋層掩膜14。
[0021] 其中，步驟2的具體過程還可以為：淀積刻蝕阻擋層掩膜14,對(duì)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行P型 離子注入和氧離子注入，然后退火處理以將硅氧化成二氧化硅，從而通過氧化過程中的體 積膨脹向漂移區(qū)3寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力；然后去除刻蝕阻擋層掩膜 14。其中，氧離子的注入深度大于漂移區(qū)厚度的一半，氧離子的注入量小于槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)一半 的硅氧化成二氧化硅所需的量，所述槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)包含硅和二氧化硅，P型離子摻雜在硅內(nèi)。
[0022] 其中，所述槽型結(jié)構(gòu)的上表面到下表面的垂直距離大于漂移區(qū)厚度的一半。
[0023] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)的寬度小于0. 2 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)之間的間距小于 0. 3 μ m。所述槽型結(jié)構(gòu)10的左邊緣與場氧的右邊緣重合，槽型結(jié)構(gòu)10的右邊緣與漏重?fù)?雜區(qū)5左邊緣的距離大于漂移區(qū)厚度的五分之一。
[0024] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為矩形、梯形、階梯形或閉口 U形。
[0025] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為梯形或階梯形時(shí)，所述梯形或階梯形的長邊位于 槽型結(jié)構(gòu)的上表面；所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為閉口 U形時(shí)，閉口 U形的閉口線位于槽型結(jié)構(gòu)的 上表面。
[0026] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在漂移區(qū)沿源漏方向引入與漂移區(qū)相反類型摻雜的 槽型結(jié)構(gòu)，一方面，通過對(duì)槽型結(jié)構(gòu)熱處理過程中體積的膨脹擠壓漂移區(qū)，從而在漂移區(qū)寬 度方向引入壓應(yīng)力，在漂移區(qū)長度方向引入張應(yīng)力，從而提高漂移區(qū)電子遷移率、降低漂移 區(qū)電阻；另一方面，在槽型結(jié)構(gòu)中引入與漂移區(qū)相反類型的摻雜，使關(guān)斷時(shí)漂移區(qū)更容易實(shí) 現(xiàn)全耗盡，從而提高器件的擊穿電壓。本發(fā)明NLDM0S器件實(shí)現(xiàn)了在提高擊穿電壓的同時(shí)降 低漂移區(qū)電阻、提高了器件的頻率，提升了器件的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1為現(xiàn)有的應(yīng)變LDM0S器件剖面圖。
[0028] 圖2為現(xiàn)有超晶結(jié)漂移區(qū)LDM0S器件的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0029] 圖3為本發(fā)明提出的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件剖面圖。
[0030] 圖4為本發(fā)明提出的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件的俯視圖。
[0031] 圖5為傳統(tǒng)無氮化硅蓋帽的LDM0S器件沿源漏方向剖面圖。
[0032] 圖6為本發(fā)明提出的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件帶刻蝕阻擋層時(shí)的俯視圖。
[0033] 圖7為本發(fā)明中漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)刻蝕后器件沿源漏方向的剖面圖。
[0034] 圖8為本發(fā)明中漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)刻蝕后器件沿漂移區(qū)寬度方向的剖面圖。
[0035] 圖9為本發(fā)明中漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)填充無定型材料退火生成多晶材料后器件 沿漂移區(qū)寬度方向的剖面圖。
[0036] 圖10為本發(fā)明中漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域氧離子注入和P型摻雜后器件沿源漏方 向的剖面圖。
[0037] 圖11為本發(fā)明中漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域氧離子注入和P型摻雜后器件沿漂移區(qū) 寬度方向的剖面圖。
[0038] 圖12為本發(fā)明中器件漂移區(qū)的槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域氧離子注入并退火使氧離子與硅反 應(yīng)生成二氧化硅后器件沿源漏方向的剖面圖。
[0039] 圖13為本發(fā)明中漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為梯形時(shí)沿漂移區(qū)寬度方向器件的剖面圖。
[0040] 圖14為本發(fā)明中漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為階梯形時(shí)沿漂移區(qū)寬度方向器件的剖面圖。
[0041] 圖15為本發(fā)明中漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為閉口 U形時(shí)沿漂移區(qū)寬度方向器件的剖面圖。
[0042] 其中，1為半導(dǎo)體襯底，2為溝道摻雜區(qū)，3為漂移區(qū)，4為源重?fù)诫s區(qū)，5為漏重?fù)?雜區(qū)，6為柵氧，7為場氧，8為柵，9為應(yīng)變氮化硅蓋帽層，10為漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)，14為刻蝕 阻擋層掩膜，15為漂移區(qū)槽被刻蝕區(qū)域，16為向漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)中注入的氧離子，17為向 漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)中注入的P型離子，18為氧離子與漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)硅反應(yīng)生成的二氧化 硅。

【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 本例采用向槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域淀積無定型材料，然后通過高溫退火處理使無定型材料 向多晶材料轉(zhuǎn)化過程中體積的膨脹向漂移區(qū)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力； 同時(shí)對(duì)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行與漂移區(qū)相反的P型摻雜，使漂移區(qū)形成超晶結(jié)結(jié)構(gòu)，提升器件擊穿 電壓，同時(shí)降低導(dǎo)通電阻，提高頻率。
[0046] 一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件，包括半導(dǎo)體襯底1，溝道摻雜區(qū)2,漂移區(qū)3， 源重?fù)诫s區(qū)4,漏重?fù)诫s區(qū)5,柵氧6,場氧7,柵8,位于漂移區(qū)的沿源漏方向的P型摻雜的槽 型結(jié)構(gòu)10,所述槽型結(jié)構(gòu)10向漂移區(qū)的寬度方向引入壓應(yīng)力、長度方向引入張應(yīng)力。
[0047] 其中，所述槽型結(jié)構(gòu)的上表面到下表面的垂直距離大于漂移區(qū)厚度的一半。
[0048] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)的寬度小于0. 2 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)之間的間距小于 0. 3 μ m。所述槽型結(jié)構(gòu)10的左邊緣與場氧的右邊緣重合，槽型結(jié)構(gòu)10的右邊緣與漏重?fù)?雜區(qū)5左邊緣的距離大于漂移區(qū)厚度的五分之一。
[0049] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為矩形、梯形、階梯形或閉口 U形。
[0050] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為梯形或階梯形時(shí)，所述梯形或階梯形的長邊位于 槽型結(jié)構(gòu)的上表面；所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為閉口 U形時(shí)，閉口 U形的閉口線位于槽型結(jié)構(gòu)的 上表面。
[0051] 本實(shí)施例的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件的制作方法，包括以下步驟：
[0052] 步驟1 :按傳統(tǒng)LDM0S工藝制作NLDM0S器件的漂移區(qū)，溝道摻雜區(qū)，柵氧，場氧， 柵，源重?fù)诫s區(qū)，漏重?fù)诫s區(qū)，其沿源漏方向剖面圖如圖5所示；
[0053] 步驟2 :淀積刻蝕阻擋層掩膜14,在漂移區(qū)采用干法刻蝕的方法得到槽15,其俯視 圖如圖6所示，沿漂移區(qū)長度方向過槽區(qū)域剖面圖如圖7所示，過槽區(qū)域沿漂移區(qū)寬度方向 剖面圖如圖8所示；
[0054] 步驟3 :向漂移區(qū)槽15中淀積無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅，并進(jìn)行P型摻雜 (漂移區(qū)為N型摻雜），然后退火使無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅變成多晶硅、多晶鍺或 多晶鍺硅時(shí)，發(fā)生體積膨脹從而向漂移區(qū)3寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力，其 過槽區(qū)域沿漂移區(qū)寬度方向的剖面圖如圖9所示。
[0055] 步驟4 :去除刻蝕阻擋層掩膜14,然后按LDM0S工藝進(jìn)行電極，互連線等的制作，得 到所述的NLDM0S器件。
[0056] 實(shí)施例2
[0057] 本例采用向槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行氧離子注入，使氧離子與硅發(fā)生反應(yīng)生成二氧化 硅，通過硅氧化過程中體積的膨脹從而向漂移區(qū)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng) 力；同時(shí)對(duì)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行與漂移區(qū)相反的P型摻雜，使漂移區(qū)形成超晶結(jié)結(jié)構(gòu)，提升器件擊 穿電壓，同時(shí)降低導(dǎo)通電阻，提高頻率。
[0058] -種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件，包括半導(dǎo)體襯底1，溝道摻雜區(qū)2,漂移區(qū)3， 源重?fù)诫s區(qū)4,漏重?fù)诫s區(qū)5,柵氧6,場氧7,柵8,位于漂移區(qū)的沿源漏方向的P型摻雜的槽 型結(jié)構(gòu)10,所述槽型結(jié)構(gòu)10向漂移區(qū)的寬度方向引入壓應(yīng)力、長度方向引入張應(yīng)力。
[0059] 其中，所述槽型結(jié)構(gòu)的上表面到下表面的垂直距離大于漂移區(qū)厚度的一半。
[0060] 進(jìn)一步地，所述槽型結(jié)構(gòu)的寬度小于0. 2 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)之間的間距小于 0. 3 μ m。所述槽型結(jié)構(gòu)10的左邊緣與場氧的右邊緣重合，槽型結(jié)構(gòu)10的右邊緣與漏重?fù)?雜區(qū)5左邊緣的距離大于漂移區(qū)厚度的五分之一。
[0061] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為矩形、梯形、階梯形或閉口 U形。
[0062] 具體地，所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為梯形或階梯形時(shí)，所述梯形或階梯形的長邊位于 槽型結(jié)構(gòu)的上表面；所述漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)為閉口 U形時(shí)，閉口 U形的閉口線位于槽型結(jié)構(gòu)的 上表面。
[0063] 本實(shí)施例的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDM0S器件的制作方法，包括以下步驟：
[0064] 步驟1 :按傳統(tǒng)LDM0S工藝制作NLDM0S器件的漂移區(qū)，溝道摻雜區(qū)，柵氧，場氧， 柵，源重?fù)诫s區(qū)，漏重?fù)诫s區(qū)，其沿源漏方向剖面圖如圖5所示；
[0065] 步驟2 :淀積刻蝕阻擋層掩膜14,對(duì)槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行P型離子17的注入和氧離 子16的注入，氧離子注入的最大深度大于漂移區(qū)厚度的一半，氧離子的注入量小于槽型結(jié) 構(gòu)內(nèi)一半的硅氧化生成二氧化硅所需的量，其沿源漏方向過槽區(qū)域的剖面圖如圖10所示， 過槽區(qū)域沿漂移區(qū)寬度方向的剖面圖如圖11所示；
[0066] 步驟3 :退火使槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的氧離子與硅反應(yīng)生成二氧化硅18,通過硅氧化 過程中體積的膨脹從而向漂移區(qū)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力；
[0067] 步驟4:去除刻蝕阻擋層掩膜14,其沿源漏方向的剖面圖如圖12所示，然后按 LDM0S工藝進(jìn)行電極，互連線等的制作，得到所述的NLDM0S器件。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，包括半導(dǎo)體襯底（1)、溝道摻雜區(qū)（2)、漂移區(qū) (3)、源重?fù)诫s區(qū)（4)、漏重?fù)诫s區(qū)（5)、柵氧（6)、場氧（7)、柵（8)，其特征在于，還包括設(shè)置 在漂移區(qū)的沿源漏方向的P型摻雜的槽型結(jié)構(gòu)（10)，所述槽型結(jié)構(gòu)（10)向漂移區(qū)的寬度方 向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) (10)的上表面到下表面的垂直距離大于漂移區(qū)厚度的一半。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) 的寬度小于0.2 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)的槽間距小于0.3 μ m，所述槽型結(jié)構(gòu)（10)的左邊緣與場 氧的右邊緣重合，槽型結(jié)構(gòu)（10)的右邊緣與漏重?fù)诫s區(qū)（5)左邊緣的距離大于漂移區(qū)厚度 的五分之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) (10)為矩形、梯形、階梯形或閉口 U形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) (10)為梯形或階梯形時(shí)，所述梯形或階梯形的長邊位于槽型結(jié)構(gòu)的上表面；所述槽型結(jié)構(gòu) (10)為閉口 U形時(shí)，閉口 U形的閉口線位于槽型結(jié)構(gòu)的上表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) (10)內(nèi)的介質(zhì)層為二氧化硅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件，其特征在于，所述槽型結(jié)構(gòu) (10)內(nèi)的介質(zhì)層為無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅熱處理生成的多晶硅、多晶鍺或多晶 鍺硅，或者其他熱處理體積膨脹的介質(zhì)材料。
8. -種帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :在半導(dǎo)體襯底（1)上按傳統(tǒng)LDM0S工藝制作N型LDM0S器件的漂移區(qū)，溝道摻 雜區(qū)，柵氧，場氧，柵，源重?fù)诫s區(qū)，漏重?fù)诫s區(qū)； 步驟2 :在漂移區(qū)制作應(yīng)變槽型結(jié)構(gòu)（10)，同時(shí)對(duì)漂移區(qū)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行P型離子摻雜， 并通過對(duì)槽型結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理向漂移區(qū)（3)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件的制作方法，其特征在于，所 述步驟2的具體過程為：淀積刻蝕阻擋層掩膜（14)，在漂移區(qū)采用干法刻蝕的方法得到槽 (15)，然后向槽內(nèi)淀積無定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅，并進(jìn)行P型摻雜，然后退火使無 定型硅、無定型鍺或無定型鍺硅變成多晶硅、多晶鍺或多晶鍺硅，發(fā)生體積膨脹從而向漂移 區(qū)（3)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力；然后去除刻蝕阻擋層掩膜（14)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶槽型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變NLDMOS器件的制作方法，其特征在于， 所述步驟2的具體過程還可以為：淀積刻蝕阻擋層掩膜（14)，對(duì)槽型結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行P型離 子注入和氧離子注入，然后退火處理以將娃氧化成二氧化娃，從而通過氧化過程中的體積 膨脹向漂移區(qū)（3)寬度方向引入壓應(yīng)力，長度方向引入張應(yīng)力；然后去除刻蝕阻擋層掩膜 (14)。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK104157690SQ201410401006
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】王向展, 鄒淅, 黃建國, 趙迪, 張易, 曾慶平, 于奇, 劉洋 申請人:電子科技大學(xué)