LDMOS器件及其制备方法

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种LDMOS器件及其制备方法。

背景技术

在智能功率集成电路设计中，开发者将许多高速的CMOS器件和低导通电阻的DMOS器件集成到一颗芯片中，特别是双扩散结构的LDMOS(Laterally Diffused Metal OxideSemiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)器件，目前已被广泛应用于生产制造中。

基于现有的0.18um/0.13um/90nm CMOS工艺平台，5V～9V LDMOS器件结构若具备低导通电阻、高可靠性等优点便可以应用于开关电源的单片DC-DC变换器，但是目前的LDMOS器件却存在导通电阻较高、可靠性较差等缺点。

发明内容

本申请提供了一种LDMOS器件及其制备方法，可以解决目前的LDMOS器件却存在导通电阻较高、可靠性较差等缺点的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种LDMOS器件，包括：

衬底；

栅极结构，所述栅极结构位于所述衬底上；

第一侧墙，所述第一侧墙位于所述栅极结构两侧的所述衬底上；以及，

第二侧墙，所述第二侧墙位于其中一侧的所述第一侧墙侧的衬底上。

可选的，在所述LDMOS器件中，所述第二侧墙包括：第一氮化硅层和第一氧化硅层，所述第一氮化硅层覆盖所述第一侧墙以及所述第一侧墙侧的部分所述衬底表面，所述第一氧化硅层覆盖部分所述第一氮化硅层。

可选的，在所述LDMOS器件中，所述第一氮化硅层的厚度为

可选的，在所述LDMOS器件中，所述第一氧化硅层在宽度上的尺寸为

可选的，在所述LDMOS器件中，所述第一侧墙包括：第二氧化硅层、第二氮化硅层和第三氧化硅层，所述第二氧化硅层覆盖所述栅极结构的侧壁和部分所述衬底表面，所述第二氮化硅层覆盖所述第二氧化硅层，所述第三氧化硅层覆盖所述第二氮化硅层。

另一方面，本申请实施例还提供了一种LDMOS器件的制备方法，包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有栅极结构；

形成第一侧墙，所述第一侧墙位于所述栅极结构两侧的所述衬底上；以及，

形成第二侧墙，所述第二侧墙位于其中一侧的所述第一侧墙侧的衬底上。

可选的，在所述LDMOS器件的制备方法中，所述形成第二侧墙，所述第二侧墙位于其中一侧的所述第一侧墙侧的衬底上的步骤包括：

形成第一氮化硅层，所述第一氮化硅层覆盖所述栅极结构、所述第一侧墙和部分所述衬底表面；

形成第一氧化硅层，所述第一氧化硅层覆盖所述第一氮化硅层；

形成图案化的光刻胶层；

根据图案化的光刻胶层，去除所述栅极结构上、一侧所述第一侧墙上以及一侧所述第一侧墙侧的衬底上的所述第一氧化硅层和所述第一氮化硅层，保留另一侧所述第一侧墙上以及另一侧所述第一侧墙侧的衬底上的所述第一氧化硅层和所述第一氮化硅层；

去除另一侧所述第一侧墙上以及另一侧所述第一侧墙侧的衬底上的部分所述第一氧化硅层、部分所述第一氮化硅层以得到所述第二侧墙。

可选的，在所述LDMOS器件的制备方法中，所述第一氮化硅层的厚度为

可选的，在所述LDMOS器件的制备方法中，所述第一氧化硅层在宽度上的尺寸为

可选的，在所述LDMOS器件的制备方法中，所述形成第一侧墙，所述第一侧墙位于所述栅极结构两侧的所述衬底上的步骤包括：

形成第二氧化硅层，所述第二氧化硅层覆盖所述栅极结构和部分所述衬底表面；

形成第二氮化硅层，所述第二氮化硅层覆盖所述第二氧化硅层；

形成第三氧化硅层，所述第三氧化硅层覆盖所述第二氮化硅层；

去除所述栅极结构上以及远离所述栅极结构的部分所述衬底上的第三氧化硅层、第二氮化硅层和第二氧化硅层，保留靠近所述栅极结构侧壁的第三氧化硅层、第二氮化硅层和第二氧化硅层以得到所述第一侧墙。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

本申请通过在栅极结构右侧的第一侧墙侧形成第二侧墙，使得第一侧墙和第二侧墙构成双侧墙结构，本申请提供的LDMOS器件的制备方法完全兼容现有的CMOS工艺，使低压LDMOS器件更易和CMOS器件整合，降低了制造成本，提高了LDMOS器件的可靠性。

进一步的，本申请引入包含第一氮化硅层的第二侧墙，可以起到捕获电荷的作用，从而可以增加对栅氧的保护，减少了制程中PID(Plasma Induced Damage，等离子体刻蚀损伤)对栅氧的损伤，使得器件的可靠性进一步得到提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图7是本发明实施例的制备LDMOS器件的各工艺步骤中的半导体结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

10-衬底，20-栅极结构，30-第一侧墙，31-第二氧化硅层，32-第二氮化硅层，33-第三氧化硅层，40-第二侧墙，41-第一氮化硅层，42-第二氧化硅层。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本申请实施例提供了一种LDMOS器件的制备方法，包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有栅极结构；

形成第一侧墙，所述第一侧墙位于所述栅极结构两侧的所述衬底上；以及，

形成第二侧墙，所述第二侧墙位于其中一侧的所述第一侧墙侧的衬底上。

具体的，参考图1-图7，图1-图7是本发明实施例的制备LDMOS器件的各工艺步骤中的半导体结构示意图。

首先，如图1所示，提供一衬底10，所述衬底10上形成有栅极结构20。具体的，所述衬底10可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅中的一种，所述衬底10也可以是砷化镓、硅稼化合物等，所述衬底10还可以具有绝缘层上硅或硅上外延层结构；所述衬底10还可以是其它半导体材质，这里不再一一列举。进一步的，所述栅极结构20包括：堆叠的栅氧化层和多晶硅栅极，所述栅氧化层位于所述衬底10上，所述多晶硅栅极位于所述栅氧化层上。

然后，如图2-3所示，形成第一侧墙30，所述第一侧墙30位于所述栅极结构20两侧的所述衬底10上。

具体的，所述形成第一侧墙30，所述第一侧墙30位于所述栅极结构20两侧的所述衬底10上的步骤具体可以包括：

第一步骤：如图2所示，采用CVD(化学气相沉积)工艺形成第二氧化硅层31，所述第二氧化硅层31覆盖所述栅极结构20和部分所述衬底10表面；

第二步骤：如图2所示，采用CVD工艺形成第二氮化硅层32，所述第二氮化硅层32覆盖所述第二氧化硅层31；

第三步骤：如图2所示，采用CVD工艺形成第三氧化硅层33，所述第三氧化硅层33覆盖所述第二氮化硅层32；

第四步骤：在所述第三氧化硅层33涂覆一层光刻胶(未图示)；

第五步骤：通过光刻工艺，在光刻胶上打开所述栅极结构20上以及远离所述栅极结构20的部分所述衬底10上的第三氧化硅层33、第二氮化硅层32和第二氧化硅层31的区域(未图示)；

第六步骤：如图3所示，刻蚀去除所述栅极结构20上以及远离所述栅极结构20的部分所述衬底10上的第三氧化硅层33、第二氮化硅层32和第二氧化硅层31，保留靠近所述栅极结构20侧壁的第三氧化硅层33、第二氮化硅层32和第二氧化硅层31以得到所述第一侧墙30。

在本实施例中，可以采用干法刻蚀工艺刻蚀去除所述栅极结构20上以及远离所述栅极结构20的部分所述衬底10上的第三氧化硅层33；可以采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述栅极结构20上以及远离所述栅极结构20的部分所述衬底10上的第二氮化硅层32；可以采用干法刻蚀工艺刻蚀去除所述栅极结构20上以及远离所述栅极结构20的部分所述衬底10上的第二氧化硅层31。

最后，如图4-7所示，形成第二侧墙40，所述第二侧墙40位于其中一侧的所述第一侧墙30侧的衬底10上。

在本实施例中，所述第二侧墙40位于其中右侧的所述第一侧墙30侧的衬底10上。

具体的，所述形成第二侧墙40，所述第二侧墙40位于其中一侧的所述第一侧墙30侧的衬底10上的步骤具体可以包括：

第一步骤：如图4所示，采用CVD工艺形成第一氮化硅层41，所述第一氮化硅层41覆盖所述栅极结构20、所述第一侧墙30和部分所述衬底10表面；

第二步骤：如图4所示，采用CVD工艺形成第一氧化硅层42，所述第一氧化硅层42覆盖所述第一氮化硅层41；

第三步骤：形成图案化的光刻胶层(未图示)；

第四步骤：如图5所示，根据图案化的光刻胶层，去除所述栅极结构20上、左侧所述第一侧墙30上以及左侧所述第一侧墙10侧的衬底10上的所述第一氧化硅层42和所述第一氮化硅层41，保留右侧所述第一侧墙30上以及右侧所述第一侧墙30侧的衬底10上的所述第一氧化硅层42和所述第一氮化硅层41；

第五步骤：如图6所示，去除右侧所述第一侧墙30上以及右侧所述第一侧墙30侧的衬底10上的部分所述第一氧化硅层42；

第六步骤：如图7所示，去除右侧所述第一侧墙30顶端的部分所述第一氮化硅层41以得到所述第二侧墙40，在本实施例中，所述第一侧墙30侧壁上的以及所述衬底10上的所述第一氮化硅层41不需要减薄。

较佳的，未减薄前的所述第一氮化硅层41的厚度为

优选的，所述第一氧化硅层42在宽度上的尺寸为

在本申请中，通过在栅极结构20右侧的第一侧墙30侧形成第二侧墙40，使得第一侧墙30和第二侧墙40构成双侧墙结构，本申请提供的LDMOS器件的制备方法完全兼容现有的CMOS工艺，使低压LDMOS器件更容易和CMOS器件整合，降低了制造成本，提高了LDMOS器件的可靠性。进一步的，本申请引入包含第一氮化硅层41的第二侧墙40，可以起到捕获电荷的作用，从而可以增加对栅氧的保护，减少了制程中PID(Plasma Induced Damage，等离子体刻蚀损伤)对栅氧的损伤，使得器件的可靠性进一步得到提升。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种LDMOS器件，如图7所示，所述LDMOS器件包括：衬底10、栅极结构20、第一侧墙30和第二侧墙40，所述栅极结构20位于所述衬底10上；所述第一侧墙30位于所述栅极结构20两侧的所述衬底10上；所述第二侧墙40位于其中一侧的所述第一侧墙30侧的衬底10上。

进一步的，所述第二侧墙40包括：第一氮化硅层41和第一氧化硅层42，所述第一氮化硅层41覆盖所述第一侧墙30以及所述第一侧墙30侧的部分所述衬底10表面，所述第一氧化硅层42覆盖部分所述第一氮化硅层41。

优选的，所述第一侧墙30侧壁上的以及所述衬底10上的所述第一氮化硅层41(未减薄)的所述第一氮化硅层41的厚度为

在本实施例中，所述第一氧化硅层42在宽度上的尺寸可以为

进一步的，所述第一侧墙30包括：第二氧化硅层31、第二氮化硅层32和第三氧化硅层33，所述第二氧化硅层31覆盖所述栅极结构20的侧壁和部分所述衬底10表面，所述第二氮化硅层32覆盖所述第二氧化硅层31，所述第三氧化硅层33覆盖所述第二氮化硅层32。

本申请通过在栅极结构右侧的第一侧墙30侧形成第二侧墙40，使得第一侧墙30和第二侧墙40构成双侧墙结构，其中第二侧墙40包括：第一氮化硅层41，所述第一氮化硅层41可以起到捕获电荷的作用，从而可以增加对栅极结构20中的多晶硅栅极、栅氧化层的保护，减少了制程中PID(Plasma Induced Damage，等离子体刻蚀损伤)对栅氧的损伤，使得器件的可靠性进一步得到提升。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。