CN100477163C - 一种高压集成电路及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压集成电路的制造方法,其包括如下步骤:选择衬底材料;在所述衬底材料上形成P型下隔离埋层;生长外延层;形成深N型层区域;形成P型上隔离埋层;形成P型衬底区域及P形环;进行场氧化以生长氧化层;淀积多晶硅并进行多晶硅刻蚀;形成P+区及N+区域;进行接触孔的腐蚀,沉积一层硅化铝,然后光刻铝层,刻蚀硅化铝;淀积一层氮化硅作为保护层。采用本发明的方法可制造耐压达200V的集成电路,其中包含常规CMOS和高压NDMOS和PDMOS。该方法可用于PDP驱动电路、摩托车打火电路的制造。可实现采用该类高压工艺的电路的部分实国产化,填补国内高压CMOS工艺的空白。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路的制造方法,尤其涉及一种高压集成电路的制造方法。
背景技术
在国内,高压CMOS技术几乎还是空白。一般来说,CMOS工艺的工作电压为3V、5V。另外在一些电源管理类电路中,需要相对较高的电压,但是一般也只是40~60V的CMOS工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压集成电路的制造方法,使NVDMOS和PLDMOS的耐压大于200V,且可与CMOS 工艺兼容。
为了解决上述技术问题,本发明的高压集成电路的制造方法包括如下步骤:选择衬底材料;在所述衬底材料上形成P型下隔离埋层;生长外延层;形成深N型层区域;形成P型上隔离埋层;形成P型衬底区域及P形环;进行场氧化以生长氧化层;淀积多晶硅并进行多晶硅刻蚀;形成P+区及N+区域;进行接触孔的腐蚀,沉积一层硅化铝,然后光刻铝层,刻蚀硅化铝;淀积一层氮化硅作为保护层。
采用本发明的方法可制造耐压达200V的集成电路,其中包含常规CMOS和高压NDMOS和PDMOS。通过多次工程试验和实际生产的检验,该集成电路的制造方法的各项参数已经基本满足要求,其中:1)NMOS:Vt=1V左右,BVDS=13V左右;2)PMOS:Vt=-1V左右,BVDS=-13V左右;3)NVDMOS:Vt=1V左右,BVDS>200V;4)PLDMOS:Vt=-20V左右,BVDS>-200V。经实验其功能正常。该方法可用于PDP驱动电路、摩托车打火电路的制造。可实现采用该类高压工艺的电路的部分实国产化,填补国内高压CMOS工艺的空白。
附图说明
图1是原始硅片的示意图;
图2是依据本发明进行第一次N型埋层注入、推进后的示意图;
图3是依据本发明进行第二次N型埋层注入、推进后的示意图;
图4是依据本发明进行P型下隔离注入、推进后的示意图;
图5是依据本发明生长外延层的示意图;
图6是依据本发明进行深N型层掺杂、推进后的示意图;
图7是依据本发明进行上隔离注入、推进后的示意图;
图8是依据本发明进行P型衬底区域和P型环注入推进后的示意图;
图9是依据本发明进行场氧化后的示意图;
图10是依据本发明进行多晶硅刻蚀后的示意图;
图11是依据本发明进行N+和P+注入推进后的示意图;
图12是依据本发明进行接触孔腐蚀后的示意图;
图13是依据本发明进行铝刻蚀的示意图;
具体实施方式
以下参照图1到图13所描述的一个较佳实施例对本发明的200V高压集成电路的制造方法进行进一步的说明,以更好地理解本发明及其优点。
图1所示的是原始硅片1的示意图。在图1中,原始硅片衬底可采用P(100)晶向,电阻率为8~12ohm*cm的硅抛光片;
然后,在该氧化层上涂一层光致抗蚀剂,进行光刻构图,以暴露形成第一次N型埋层区域1。
腐蚀暴露区域的二氧化硅,并去除光致抗蚀剂,然后再长一层100左右的氧化层,作为预注入氧化层,对第一次N型埋层区域1进行锑注入后,对其进行推进,推进温度1200℃左右,在N2和O2的气氛下进行,并生长大3000的氧化层,如图2所示;
然后,在该氧化层上涂一层光致抗蚀剂,进行光刻构图,以暴露形成第二次N型埋层的区域2。
腐蚀暴露区域的二氧化硅,并去除光致抗蚀剂,然后再长一层500左右的氧化层,作为预注入氧化层,在对第二次N型埋层区域2进行磷注入后,对其进行推进,推进温度1200℃左右,在N2和O2的气氛下进行,并生长大1000的氧化层,然后漂净二氧化硅,如图3所示;
漂净二氧化硅后,生长一层500左右的二氧化硅,然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型下隔离区域3,进行P型下隔离区域的离子注入,去除光致抗蚀剂后,进行P型下隔离区域3的退火,退火温度在950度左右,退火后漂净二氧化硅,如图4所示;
漂净二氧化硅后,生长外延层4,外延厚度最好在30μm左右,且电阻率控制在10ohm*cm,如图5所示;
外延后再生长一层5000左右的氧化层,作为深N型层区域5掺杂的掩蔽层,光刻深N型层区域5后腐蚀二氧化硅,进行深N型层的掺杂推进,推进温度约1200度,时间约15个小时,生长约5000的氧化层,然后漂二氧化硅,如图6所示;
漂净二氧化硅后,生长一层500左右的二氧化硅,作为上隔离区域的预注入层,通过涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露上隔离区域6,进行上隔离注入,去除光致抗蚀剂,注入后在N2气氛下,1225℃,推进约8个小时,以保证隔离完全(如图7所示);
漂净二氧化硅后,生长一层约700的氧化层,然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型衬底区域7,进行P型衬底区域的离子注入,去除光致抗蚀剂。然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型环区域8,进行P型环区域的离子注入,去除光致抗蚀剂,再在1175℃左右推进大约160分钟,(如图8所示);
多晶硅刻蚀后,进行多晶硅氧化,生成400左右的氧化层,然后进行低温生长的氧化层淀积,淀积一层3200左右的二氧化硅,完成后进行边墙刻蚀,边墙刻蚀后,涂布一层光致抗蚀剂,进行P+区域11的构图,再进行硼注入,注入后去除光致抗蚀剂;涂布一层光致抗蚀剂,进行N+区域12的构图(如图11所示),再进行砷注入,注入后去除光致抗蚀剂;
涂附一层光致抗蚀剂,进行接触孔区域的构图,通过湿法加干法的方法,去除接触孔区域的磷硅玻璃,淀积大于1μm的硅化铝14,然后光刻铝层,刻蚀硅化铝14(如图13所示)。
淀积一层1μm左右厚的氮化硅作为保护层13,以提高器件的可靠性。然后光刻压点,再刻蚀压点区域的氮化硅。
Claims (12)
1、一种高压集成电路的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
选择衬底材料;
在所述衬底材料上形成P型下隔离埋层;
生长外延层;
形成深N型层区域;
形成P型上隔离埋层;
形成P型衬底区域及P形环;
进行场氧化以生长氧化层;
淀积多晶硅并进行多晶硅刻蚀;
形成P+区域及N+区域;
进行接触孔的腐蚀,沉积一层硅化铝,然后光刻硅化铝层,刻蚀硅化铝;
淀积一层氮化硅作为保护层。
2、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的衬底材料为P型100晶向,电阻率为8~12ohm*cm的硅抛光片。
3、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,在所述衬底材料上形成P型下隔离埋层的步骤包括:
在硅衬底上形成一层大于5000A的氧化层;
在该氧化层上涂一层光致抗蚀剂,进行光刻构图,以暴露形成第一次N型埋层区域;
腐蚀暴露区域的氧化层,并去除光致抗蚀剂,然后再长一层氧化层,作为预注入氧化层,对第一次N型埋层区域进行锑注入并推进,并生长氧化层;
在该氧化层上涂一层光致抗蚀剂,进行光刻构图,以暴露形成第二次N型埋层的区域;
腐蚀第二次N型埋层的暴露区域的氧化层,并去除光致抗蚀剂,然后再长一层氧化层,作为预注入氧化层,在对第二次N型埋层区域进行磷注入并推进,同时生长氧化层,然后漂净氧化层;
漂净氧化层后,生长一层氧化层,然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型下隔离区域,进行P型下隔离区域的离子注入,去除光致抗蚀剂后,进行P型下隔离区域的退火,退火后漂净氧化层。
4、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的外延层的厚度为30μm,且电阻率控制在10ohm*cm。
5、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的形成深N型层区域的步骤包括:在所述的外延层后再生长一层氧化层,作为深N型层区域掺杂的掩蔽层,光刻深N型层区域后腐蚀氧化层,进行深N型层的掺杂推进,推进温度1200度,时间15个小时,生长氧化层,然后漂净氧化层。
6、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的形成P型上隔离埋层的步骤包括:漂净氧化层后,再生长一层氧化层,作为上隔离区域的预注入层,通过涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型上隔离区域,进行上隔离注入,去除光致抗蚀剂,注入后在N2气氛下,1225℃,推进8个小时,以保证隔离完全。
7、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的形成P型衬底区域及P形环的步骤包括:漂净氧化层后,生长一层氧化层,然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型衬底区域(7),进行P型衬底区域的离子注入,去除光致抗蚀剂;然后涂布光致抗蚀剂,进行光刻构图,暴露P型环区域(8),进行P型环区域的离子注入,去除光致抗蚀剂,然后再在1175℃推进160分钟。
8、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的进行场氧化以生长氧化层的步骤包括:在漂净氧化层后,生长一层基氧,然后淀积氮化硅,光刻有源区,刻蚀有源区后,进行场氧化,生长氧化层。
9、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的淀积多晶硅并进行多晶硅刻蚀的步骤包括:腐蚀氧化层后然后生长栅氧化层,接着再淀积多晶硅,光刻多晶硅后,进行多晶硅刻蚀。
10、根据权利要求1所述的高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的形成P+区域及N+区域的步骤包括:对多晶硅刻蚀后,进行多晶硅氧化,生成氧化层,然后进行低温生长的氧化层淀积,淀积一层二氧化硅,完成后进行边墙刻蚀,边墙刻蚀后,涂布一层光致抗蚀剂,进行P+区域的构图,再进行硼注入,注入后去除光致抗蚀剂;涂布一层光致抗蚀剂,进行N+区域的构图,再进行砷注入,注入后去除光致抗蚀剂;
11、根据权利要求1高压集成电路的制造方法,其特征在于,所述的进行接触孔的腐蚀包括步骤:淀积一层磷硅玻璃,再进行磷硅玻璃流动,涂布一层光致抗蚀剂,进行接触孔区域的构图,通过湿法加干法的方法,去除接触孔区域的磷硅玻璃。
12、一种高压集成电路,其特征在于,包括:
一衬底材料;
形成于衬底材料上的第一N型埋层、第二N型埋层、P型下隔离埋层;
生长于衬底材料上的外延层;
形成于外延层中、第二N型埋层的上方的深N型层区域;
形成于外延层中、P型下隔离层的上方的P型上隔离埋层;
形成于外延层表面的P型衬底区域及P形环;
生长于外延层表面的氧化层;
生长于氧化层上方的多晶硅层;
在外延层形成P+区域及N+区域;
在多晶硅层的上方沉积一层刻蚀后的硅化铝;
在外延层的表面淀积一层氮化硅。
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