一种改善高压LDMOS热载流子效应的方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善高压LDMOS热载流子效应的方法。

背景技术

高压NLDMOS，因为漂移区是高电压大电流，在器件漏端存在较强的碰撞电离，在高压NLDMOS漂移区热载流子效应明显，影响器件靠性和安全工作区(SOA)范围。高压NLDMOS漂移区离子注入要求一定的浓度才能满足低导通电阻，但是高浓度注入带来空间电荷区展不够，电场过于集中，无法实现高耐压。

发明内容

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改善高压LDMOS热载流子效应的方法，用于解决现有技术中LDMOS热载流子效应影响器件可靠性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善高压LDMOS热载流子效应的方法，至少包括：

步骤一、提供硅基底，在所述硅基底上刻蚀形成有源区以及用于将有源区进行隔离的STI硅沟槽；

步骤二、在所述STI沟槽内壁形成内衬氧化层；

步骤三、在所述STI沟槽外围注入硼离子，形成表面浅层反型区；

步骤四、对所述STI沟槽进行等离子填充，形成STI区；

步骤五、在所述硅基底中形成包裹所述STI区的漂移区，所述漂移区将所述表面浅层反型区消耗，以降低表面电场。

优选地，步骤三中所述硼离子的注入能量为20～30Kev。

优选地，步骤三中硼离子注入的剂量为1～4e12/cm2。

优选地，步骤四中对所述STI沟槽进行的等离子填充方法为HDP沉积。

优选地，步骤五中的所述漂移区为N型漂移区。

优选地，步骤五中降低表面电场的方式为：沟道电流形成分层，部分电流分流到所述N型漂移区底部的低电阻电场区，减少了碰撞电离。

优选地，该方法还包括步骤六、在所述STI区的一侧形成N+区。

优选地，该方法还包括步骤七、在所述硅基底上表面、所述STI区的另一侧形成栅氧层以及位于所述栅氧层上的多晶硅。

如上所述，本发明的改善高压LDMOS热载流子效应的方法，具有以下有益效果：本发明的方法在不增加新光罩和不增加工艺难度的前提下，在STI沟槽外围注入合适剂量和能量的硼离子，改变了表面碰撞电离，降低了热载流子效应，提高了器件的可靠性能。

附图说明

图1显示为本发明的方法制备的高压LDMOS的局部截面结构示意图；

图2显示为本发明的改善高压LDMOS热载流子效应的方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种改善高压LDMOS热载流子效应的方法，如图2所示，图2显示为本发明的改善高压LDMOS热载流子效应的方法流程图，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、提供硅基底，在所述硅基底上刻蚀形成有源区以及用于将有源区进行隔离的STI沟槽；如图1所示，图1显示为本发明的方法制备的高压LDMOS的局部截面结构示意图。该步骤一中提供所述硅基底(Silicon)，在所述硅基底(Silicon)上刻蚀形成有源区(AA)以及用于将有源区(AA)进行隔离的STI沟槽01；

步骤二、在所述STI沟槽内壁形成内衬氧化层；如图1所示，该步骤二在所述STI沟槽01内壁形成覆盖所述STI沟槽01内壁的内衬氧化层(Liner SiO2)，该内衬氧化层为二氧化硅。

步骤三、在所述STI沟槽外围注入硼离子，形成表面浅层反型区；

本发明进一步地，本实施例的步骤三中所述硼离子的注入能量为20～30Kev。

本发明进一步地，步骤三中在所述STI沟槽外围注入的硼离子是在靠近所述STI沟槽外围的硅基底中注入硼离子。

本发明进一步地，本实施例的步骤三中硼离子注入的剂量为1～4e12/cm2。

该步骤三在所述STI沟槽(Silicon)外围注入硼离子，形成表面浅层反型区；本实施例中所述硼离子的注入能量为20～30Kev，硼离子注入的剂量为1～4e12/cm2，并且本发明中所述STI沟槽(Silicon)外围注入的硼离子是在靠近所述STI沟槽外围的硅基底中注入硼离子。图1中并未示出所述浅层反型区，虚线的箭头表示注入的区域位于后续形成的N漂移区的内部，也就是靠近STI沟槽外围。

步骤四、对所述STI沟槽进行等离子填充，形成STI区；

本发明进一步地，本实施例的步骤四中对所述STI沟槽进行的等离子填充方法为HDP沉积。图1中并未示出STI沟槽01内填充等离子后的状态。该步骤四中对所述STI沟槽01进行等离子填充，形成STI区，所述等离子填充方法为HDP沉积，亦即高密度等离子填充法。

步骤五、在所述硅基底中形成包裹所述STI区的漂移区，所述漂移区将所述表面浅层反型区消耗，以降低表面电场。

本发明进一步地，本实施例的步骤五中的所述漂移区为N型漂移区。

本发明进一步地，本实施例的步骤五中降低表面电场的方式为：沟道电流形成分层，部分电流分流到所述N型漂移区底部的低电阻电场区，减少了碰撞电离。

如图1所示，该步骤五在所述硅基底(Silicon)中形成包裹所述STI区的漂移区，所述漂移区将所述表面浅层反型区消耗，以降低表面电场。所述漂移区为N型漂移区(图1中的N漂移区)。该步骤五中降低表面电场的方式为：沟道电流形成分层，部分电流分流到所述N型漂移区底部的低电阻电场区，减少了碰撞电离。所述沟道电流为本发明的方法用于形成高压LDMOS的沟道电流。沟道电流进行分流后，减少了碰撞电离，因而改善了热载流子效应。

本发明进一步地，本实施例的该方法还包括步骤六、在所述STI区的一侧形成N+区。图1中并未示出所述N+区，该步骤六中形成的所述N+区为采用本发明的方法用于形成LDMOS中的N+区。

本发明进一步地，本实施例的该方法还包括步骤七、在所述硅基底上表面、所述STI区的另一侧形成栅氧层以及位于所述栅氧层上的多晶硅。图1中并未示出所述栅氧层以及位于所述栅氧层上的多晶硅，该步骤七中形成的所述栅氧层以及位于所述栅氧层上的多晶硅为采用本发明的方法用于形成LDMOS中的栅氧层以及位于所述栅氧层上的多晶硅，该多晶硅为栅极多晶硅。

本发明的上述方法用于改善高压LDMOS的热载流子效应，本发明的方法亦为制备高压LDMOS中的部分步骤，在其他实施例中还可以包括形成所述高压LDMOS的后续工艺步骤。

综上所述，本发明的方法在不增加新光罩和不增加工艺难度的前提下，在STI沟槽外围注入合适剂量和能量的硼离子，改变了表面碰撞电离，降低了热载流子效应，提高了器件的可靠性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。