Ldmos器件及其形成方法
【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LDM0S器件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]功率場(chǎng)效應(yīng)管主要包括垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管(VDMOS，Vertical Double-DiffusedM0SFET)和橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管(LDMOS，Lateral Double-Diffused M0SFET)兩種類(lèi)型。其中，相較于垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管(VDM0S)，橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管(LDM0S)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(jiǎn)單的偏流電路。
[0003]絕緣體上硅(SOI，Silicon On Insulator)襯底是一種用于集成電路制造的襯底。與目前大量應(yīng)用的體硅襯底相比，S0I襯底具有很多優(yōu)勢(shì):采用S0I襯底制成的集成電路的寄生電容小、集成密度高、短溝道效應(yīng)小、速度快，并且還可以實(shí)現(xiàn)集成電路中元器件的介質(zhì)隔離，徹底消除了體硅集成電路中的寄生閂鎖效應(yīng)。
[0004]參考圖1，圖1為利用絕緣體上硅襯底形成的N型的LDM0S晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，所述LDM0S晶體管包括:絕緣體上硅襯底100，所述絕緣體上硅襯底100包括第一襯底11、位于第一襯底11上的掩埋層13、位于掩埋層13上的第二襯底12 ;位于第二襯底12內(nèi)的P型阱區(qū)(圖中未示出);位于P型阱區(qū)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(zhǎng)橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通的路徑，以增大橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管的擊穿電壓；位于N型漂移區(qū)101 —側(cè)的P型阱區(qū)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包括位于第二襯底12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，和位于柵極結(jié)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(lèi)型為N型。
[0005]現(xiàn)有的絕緣體上??圭襯底形成的LDM0S晶體管性能仍有待提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是怎樣防止浮體效應(yīng)對(duì)絕緣體上硅襯底上形成的LDM0S晶體管的性能的影響。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種LDM0S器件的形成方法，包括:提供絕緣上硅襯底，所述絕緣體上娃襯底包括第一襯底、第二襯底和位于第一襯底和第二襯底之間的掩埋層；在所述第二襯底上形成LDM0S晶體管，所述LDM0S晶體管包括:位于第二襯底內(nèi)的阱區(qū)，位于阱區(qū)內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)的深度小于阱區(qū)的深度，源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反；去除所述第一襯底，暴露出掩埋層的背面表面；從掩埋層的背面，對(duì)源區(qū)底部的阱區(qū)進(jìn)行離子注入，在源區(qū)底部的阱區(qū)中形成第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；形成貫穿所述掩埋層、第一摻雜區(qū)、阱區(qū)、以及源區(qū)的第一通孔；形成填充滿第一通孔的第一金屬插塞。
[0008]可選的，所述阱區(qū)和第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型，漂移區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型。
[0009]可選的，所述阱區(qū)和第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型，漂移區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型。
[0010]可選的，第一通孔的寬度小于源區(qū)和第一摻雜區(qū)的寬度。
[0011]可選的，所述第一摻雜區(qū)與掩埋層的正面接觸。
[0012]可選的，所述離子注入注入的深度小于第二襯底的厚度。
[0013]可選的，所述離子注入的注入深度為0?0.3微米，劑量為1E14?lE16atom/cm2，角度為0?10度。
[0014]可選的，進(jìn)行離子注入后，進(jìn)行退火工藝。
[0015]可選的，所述第一金屬插塞包括:位于第一通孔側(cè)壁和底部的擴(kuò)散阻擋層、位于擴(kuò)散阻擋層表面填充滿通孔的金屬層。
[0016]可選的，還包括:形成第一通孔的同時(shí)，貫穿部分所述掩埋層、漂移區(qū)、以及漏區(qū)的第二通孔。
[0017]可選的，形成填充滿第二通孔的第二金屬插塞；形成覆蓋所述LDM0S晶體管和第二襯底表面的第一介質(zhì)層；在所述第一介質(zhì)層上形成第一金屬層；形成貫穿所述掩埋層、第二襯底、第一介質(zhì)層的第一娃通孔，所述第一娃通孔的底部暴露出第一金屬層的底部表面；在第一硅通孔中填充金屬形成第一硅通孔互連結(jié)構(gòu)；在掩埋層的背部表面上形成第二金屬層，所述第二金屬層將第一金屬插塞和第一硅通孔互連結(jié)構(gòu)電連接。
[0018]可選的，還包括:所述LDM0S晶體管包括:位于第二襯底內(nèi)的阱區(qū)；位于阱區(qū)上的柵極結(jié)構(gòu)；位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的漂移區(qū)，所述漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反；位于漂移區(qū)內(nèi)的漏區(qū)，漏區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，漏區(qū)的摻雜類(lèi)型與漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的源區(qū)，源區(qū)的深度小于阱區(qū)的深度，源區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種LDM0S器件,包括:絕緣上娃襯底,所述絕緣體上娃襯底包括掩埋層、位于掩埋層上的第二襯底；位于所述第二襯底上的LDM0S晶體管，所述LDM0S晶體管包括:位于第二襯底內(nèi)的阱區(qū)；位于阱區(qū)上的柵極結(jié)構(gòu)；位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的漂移區(qū)，所述漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反；位于漂移區(qū)內(nèi)的漏區(qū)，漏區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，漏區(qū)的摻雜類(lèi)型與漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的源區(qū)，源區(qū)的深度小于阱區(qū)的深度，源區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反?’位于在源區(qū)底部的阱區(qū)中的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；貫穿所述掩埋層、第一摻雜區(qū)、阱區(qū)、以及源區(qū)的第一通孔；形成填充滿第一通孔的第一金屬插塞。
[0020]可選的，所述阱區(qū)和第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型，漂移區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型。
[0021]可選的，所述阱區(qū)和第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型，漂移區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型。
[0022]可選的，第一通孔的寬度小于源區(qū)和第一摻雜區(qū)的寬度。
[0023]可選的，所述第一摻雜區(qū)與掩埋層的表面接觸。
[0024]可選的，所述第一金屬插塞包括:位于第一通孔側(cè)壁和底部的擴(kuò)散阻擋層、位于擴(kuò)散阻擋層表面填充滿通孔的金屬層。
[0025]可選的，還包括:貫穿部分所述掩埋層、漂移區(qū)、以及漏區(qū)的第二通孔；填充滿第二通孔的第二金屬插塞；貫穿所述掩埋層、第二襯底、第一介質(zhì)層的第一硅通孔，所述第一硅通孔的底部暴露出第一金屬層的底部表面；填充滿第一硅通孔的第一硅通孔互連結(jié)構(gòu)；位于掩埋層的背部表面上的第二金屬層，所述第二金屬層將第一金屬插塞和第一硅通孔互連結(jié)構(gòu)電連接。
[0026]可選的，所述LDM0S晶體管包括:位于第二襯底內(nèi)的阱區(qū)；位于阱區(qū)上的柵極結(jié)構(gòu)；位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的漂移區(qū)，所述漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反；位于漂移區(qū)內(nèi)的漏區(qū)，漏區(qū)的深度小于漂移區(qū)的深度，漏區(qū)的摻雜類(lèi)型與漂移區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的阱區(qū)內(nèi)的源區(qū)，源區(qū)的深度小于阱區(qū)的深度，源區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相反。
[0027]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):
[0028]本發(fā)明的LDM0S器件的形成方法，在第二襯底中形成LDM0S晶體管后，去除所述第一襯底，暴露出掩埋層的背面表面；從掩埋層的背面，對(duì)源區(qū)底部的阱區(qū)進(jìn)行離子注入，在源區(qū)底部的阱區(qū)中形成第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相同；形成貫穿所述掩埋層、第一摻雜區(qū)、阱區(qū)、以及源區(qū)的第一通孔；形成填充滿第一通孔的第一金屬插塞，通過(guò)第一摻雜區(qū)與第一金屬插塞可以將靠近源區(qū)的掩埋層內(nèi)的聚集的熱載流子(N型的LDM0S晶體管聚集的為空穴、P型的LSM0S晶體管聚集的為電子)導(dǎo)出，防止熱載流子(空穴或電子)在靠近源區(qū)的掩埋層內(nèi)的聚集，提高了 LDM0S器件的性能；
[0029]另外，形成的第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相同，這與形成的LMD0S晶體管的類(lèi)型是相關(guān)的，LMD0S晶體管為N型時(shí)，靠近源區(qū)的掩埋層聚集的載流子是空穴，N型的LMD0S晶體管的阱區(qū)為P型，因而相應(yīng)的第一摻雜區(qū)210的類(lèi)型也為P型，P型的第一摻雜區(qū)具有帶正電的雜質(zhì)離子，有利于將聚集的空穴導(dǎo)出；同理，LMD0S晶體管為P型時(shí)，靠近源區(qū)的掩埋層聚集的載流子是電子，P型的LMD0S晶體管的阱區(qū)為N型，因而相應(yīng)的第一摻雜區(qū)的類(lèi)型也為N型，N型的第一摻雜區(qū)具有帶負(fù)電的雜質(zhì)離子，有利于將聚集的電子導(dǎo)出。
[0030]進(jìn)一步，所述離子注入注入的深度小于第二襯底的厚度，使得形成的第一摻雜區(qū)能與掩埋層的正面接觸，便于第一摻雜區(qū)將靠近源區(qū)的掩埋層中聚集的載流子或聚集在掩埋層中的載流子導(dǎo)出，另外防止形成的第一摻雜區(qū)與源區(qū)的底部接觸，而對(duì)源區(qū)的電學(xué)性能產(chǎn)生影響。
[0031]進(jìn)一步，離子注入的注入深度為0?0.3微米，劑量為1E14?1E16 atom/cm2,使形成的第一摻雜區(qū)對(duì)聚集的載流子導(dǎo)出效果更佳。
[0032]本發(fā)明的LDM0S器件，位于源區(qū)底部的阱區(qū)內(nèi)具有的第一摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱區(qū)的摻雜類(lèi)型相同，并且第一摻雜區(qū)與第一金屬插塞電連接，在LDM0S器件工作時(shí)，第一摻雜區(qū)和第一金屬插塞的存在，能防止載流子向靠近源區(qū)的掩埋層中聚集，防止局部體電位的增加，從而防止對(duì)柵開(kāi)啟電壓和輸出電流的影響，提高了 LDM0S器件的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LDMOS晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2?圖15為本發(fā)明實(shí)施例LDMOS器件的形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]現(xiàn)有的絕緣體