CN102130061B - 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法 - Google Patents

制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102130061B
CN102130061B CN 201110001092 CN201110001092A CN102130061B CN 102130061 B CN102130061 B CN 102130061B CN 201110001092 CN201110001092 CN 201110001092 CN 201110001092 A CN201110001092 A CN 201110001092A CN 102130061 B CN102130061 B CN 102130061B
Authority
CN
China
Prior art keywords
doping
adopt
window
top silicon
grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201110001092
Other languages
English (en)
Other versions
CN102130061A (zh
Inventor
张海鹏
许生根
陈波
李�浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haian Service Center For Transformation Of Scientific Achievements
Original Assignee
Hangzhou Dianzi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Dianzi University filed Critical Hangzhou Dianzi University
Priority to CN 201110001092 priority Critical patent/CN102130061B/zh
Publication of CN102130061A publication Critical patent/CN102130061A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102130061B publication Critical patent/CN102130061B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制作集成双纵向沟道SOI LDMOS器件的方法。现有方法制作的SOI LDMOS器件没有双纵向沟道结构及与之对应的优异性能。本发明通过采用沟槽刻蚀技术实现双纵向槽栅结构、台阶式沟槽漏极结构,阱掺杂调整为逆向掺杂分布的离子注入阱和阱欧姆接触掺杂工艺,在n+源区掺杂的同时进行栅极和漏极掺杂的方法来实现。本方法采用现有SOI CMOS VLSI工艺技术,在稍微增加工艺复杂度与工艺成本条件下,使集成功率与射频SOI LDMOS器件的电学与热学性能得到显著改善,有利于节省资源、能源和保护环境。

Description

制作集成双纵向沟道SOI LDMOS器件的方法
技术领域
本发明属于微电子技术领域,涉及一种集成双纵向沟道SOI(绝缘层上半导体)LDMOS(横向双注入金属-氧化物-半导体场效应晶体管)器件的SOI(绝缘层上半导体)CMOS (互补金属-氧化物-半导体)VLSI(超大规模集成电路)的集成制作方法。
背景技术
纵向沟道SOI LDMOS器件由于其较小的体积和重量、很高的工作频率、较高的工作温度和较强的抗辐照能力、较低的成本和较高的可靠性,作为无触点功率电子开关、功率驱动器或者RF功率放大晶体管在智能电力电子、高温环境电力电子、空间电力电子、交通工具电力电子和通信等技术领域中具有广泛应用。SOI CMOS VLSI工艺技术由于其工艺成熟度高、介质隔离性能好、隔离工艺较简单、便于三维集成、便于微光机电和功率与射频单片系统集成、便于提高集成密度和集成性能等优点,在VLSI制造、SOC(单片集成系统)制造、SPIC(智能功率集成电路)制造和TDIS(三维集成系统)制造等领域具有广泛应用。现有纵向沟道SOI LDMOS器件为只有一条纵向沟道器件,可以通过SOI CMOS VLSI技术制作,其工艺方法如下:
1.选取抛光好的SOI圆片作为初始材料,该SOI圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区,两个半导体区中厚的一个为P型作为衬底,薄的一个为N型作为顶层硅膜用于制作器件和电路;
2.将顶层硅膜表面第一次氧化,氧化层厚度为50~100nm,在氧化层上表面淀积氮化硅,氮化硅层厚度为300~500nm,所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面,氮化硅完全覆盖氧化层上表面;采用漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次光刻,将窗口区中的氮化硅层和氧化层依次刻除形成漏极沟槽区刻蚀窗口,将漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜采用LOCOS(局部氧化工艺)方法或者浅槽刻蚀(STE)方法刻蚀出漏极沟槽区,漏极沟槽区为顶层硅膜上的矩形槽,然后依次去除漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶、氮化层和氧化层,并洗净烘干;
3.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第二次光刻,刻除裸露的氧化层,形成缓冲区掺杂窗口,在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入N型杂质,缓冲区掺杂窗口内的掺入N型杂质的顶层硅膜作为缓冲区;将顶层硅膜表面氧化层全部去除,洗净烘干;
4.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第三次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的沟槽栅区掩膜版掩膜,采用深槽刻蚀(DTE)方法依次对裸露的氧化层及氧化层下方的顶层硅膜进行第三次光刻,形成深沟槽,深沟槽的底部为隐埋绝缘层的上表面;然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干;对深沟槽的内壁进行第四次氧化,氧化层厚度为50~100nm,采用腐蚀方法进行第四次刻蚀,去除深沟槽内壁表面的氧化层以消除机械损伤,清洗烘干;
5.对裸露的硅表面进行第五次氧化,在深沟槽内壁上形成厚度为20~40nm的氧化层,深沟槽内壁上的氧化层作为纵向栅介质薄膜,顶层硅膜上表面和漏极沟槽区侧壁也被氧化层覆盖;然后采用化学气相淀积(CVD)方法进行多晶硅淀积形成纵向多晶硅栅,采用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化,洗净烘干;
6.对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第六次氧化,利用设计的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第五次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层,在多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极沟槽区域中开出沟槽漏极掺杂窗口,窗口之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层;然后在多晶硅栅掺杂窗口和沟槽漏极掺杂窗口内通过离子注入方法进行N型杂质重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子,形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区;然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区的氧化层,洗净烘干;
7.采用设计的P阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在紧靠栅介质层的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口;采用离子注入方法进行P阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多的半导体区——P阱区;然后采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;
8.采用设计的P阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻,在P阱区内远离栅介质层一侧形成P阱欧姆接触掺杂窗口,然后采用离子注入方法掺入P型杂质形成与P阱掺杂类型相同的重掺杂P阱欧姆接触区,采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;然后进行高温退火以恢复P阱区和P阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子;
9.采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在P阱区内紧靠栅介质层一侧形成源区掺杂窗口,采用离子注入方法进行源区N型重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶,然后进行快速热退火(RTA)形成N型重掺杂源区;
10.采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽内壁表面进行第九次光刻,在重掺杂多晶硅栅极区沟槽内壁和上方形成栅极和栅场板电极窗口,在N型重掺杂源区和P阱欧姆接触区并按照降低表面电场规则覆盖紧邻P阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成源极和源场板电极窗口,在台阶式重掺杂漏极区沟槽上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻台阶式重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口;然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积,并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第十次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点;
11.在上表面淀积绝缘钝化层,采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十一次光刻,刻除裸露的绝缘钝化层,去除光刻胶,洗净烘干,在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口,用于进行引脚压焊及封装。
该纵向沟道SOI LDMOS器件导通时,其导电沟道处于纵向栅氧化层与顶层半导体界面的硅侧表面,且为纵向沟道,漂移区与阱区形成的pn结反向耗尽区使得电流在该区域的路径变窄,器件通态电阻较大,通态压降较高,通态电流较小,而通态功耗高,器件工作效率低,易发热,不利于提高器件和系统可靠性、节省能源与保护环境。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一种采用先进SOI CMOS工艺制作集成双纵向沟道SOI LDMOS器件的工艺方法,从而有助于实现集成双纵向沟道SOI LDMOS器件。
该集成双纵向沟道SOI LDMOS器件在导通时,将有两条纵向导通沟道,切避免了阱区与漂移区间的纵向反向pn结形成的耗尽层,扩展了器件的导电电路路径,提高了通态电流,降低通态电阻和通态压降,从而降低了通态功耗,改善器件的耐高温特性;同时由于增加一栅极,栅极电压对器件的通态电流的作用变大,即器件的跨导得到了提高。另一方面,器件在截至态时,浅槽能够消除漂移区与阱区表面峰值电场,适当的优化槽氧厚度可以提高器件的耐压。综合显示该器件结构能够获得更低的通态电阻大、通态压降、通态功耗,更高的通态电流、通态跨导、关态耐压、工作效率,更高的工作环境上限温度,从而更有利于减小采用该种器件的各种电力电子系统的体积、重量和成本,有利于提高器件、电路和系统的性能和可靠性,有利于节省资源、能源和保护环境。
本发明方法具体步骤是:
1.选取抛光好的SOI圆片作为初始材料,该SOI圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区,两个半导体区中厚的一个为P型                                               
Figure 2011100010921100002DEST_PATH_IMAGE002
作为衬底,薄的一个为N型作为顶层硅膜用于制作器件和电路;
2.将顶层硅膜表面第一次氧化,氧化层厚度为50~100nm,在氧化层上表面淀积氮化硅,氮化硅层厚度为300~500nm;所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面,氮化硅完全覆盖氧化层上表面;采用浅沟槽栅二区及漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次光刻,将窗口区中的氮化硅层和氧化层依次刻除形成浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口,将浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜采用LOCOS(局部氧化工艺)方法或者浅槽刻蚀(STE)方法刻蚀出浅沟槽栅二区和漏极沟槽区,浅沟槽栅二区和漏极沟槽区为顶层硅膜上的两个矩形槽,然后依次去除浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶、氮化层和氧化层,并洗净烘干;
3.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第二次光刻,刻除裸露的氧化层,形成缓冲区掺杂窗口,在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入N型杂质,缓冲区掺杂窗口内的掺入N型杂质的顶层硅膜作为缓冲区;将顶层硅膜表面氧化层全部去除,洗净烘干;
4.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第三次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的深沟槽栅一区掩膜版掩膜,采用深槽刻蚀(DTE)方法依次对裸露的氧化层及氧化层下方的顶层硅膜进行第三次光刻,形成深沟槽栅一区,深沟槽栅一区的底部为隐埋绝缘层的上表面;然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干;对深沟槽栅一区的内壁进行第四次氧化,氧化层厚度为50~100nm,采用腐蚀方法进行第四次刻蚀,去除深沟槽栅一区内壁表面的氧化层以消除机械损伤,清洗烘干;
5.对裸露的硅表面淀积氮化硅,采用纵向栅氧化层二掩膜版掩膜进行第四次光刻,将窗口区中氮化硅层刻除形成纵向栅氧化层二窗口,采用反应离子刻蚀进行第五次刻蚀,去除浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁氧化层,将顶层硅膜表面氮化硅全部去除,清洗烘干。
6.对裸露的硅表面进行第五次氧化,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上形成厚度为20~40nm的氧化层,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上的氧化层均作为纵向栅介质薄膜,顶层硅膜上表面和漏极沟槽区侧壁也被氧化层覆盖;然后采用化学气相淀积(CVD)方法进行多晶硅淀积形成两个纵向多晶硅栅,采用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化,洗净烘干;
7.对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第六次氧化,利用设计的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第五次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层,在多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极沟槽区域中开出沟槽漏极掺杂窗口,窗口之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层;然后在多晶硅栅掺杂窗口和沟槽漏极掺杂窗口内通过离子注入方法进行N型杂质重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子,形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区;然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区的氧化层,洗净烘干;
8.采用设计的P阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在两个纵向栅介质层之间的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口;采用离子注入方法进行P阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多的半导体区——P阱区;然后采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;
9.采用设计的P阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻,在P阱区内两纵向栅介质层的中间形成P阱欧姆接触掺杂窗口,然后采用离子注入方法掺入P型杂质形成与P阱掺杂类型相同的重掺杂P阱欧姆接触区,采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;然后进行高温退火以恢复P阱区和P阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子;
10.采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在P阱区内阱区欧姆接触与两个纵向栅介质层侧形成源区两个掺杂窗口,采用离子注入方法进行源区N型重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶,然后进行快速热退火(RTA)形成两个N型重掺杂源区;
11.采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽栅一区内壁表面进行第九次光刻,在重掺杂多晶硅栅一区沟槽内壁和上方形成栅极一和栅场板一电极窗口,在N型重掺杂源区和P阱欧姆接触区上表面形成源极窗口,在重掺杂多晶硅栅二区上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻P阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成栅极二和栅场板二电极窗口,在台阶式重掺杂漏极区沟槽上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻台阶式重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口;然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积,并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第十次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点;
12.在上表面淀积绝缘钝化层,采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十一次光刻,刻除裸露的绝缘钝化层,去除光刻胶,洗净烘干,在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口,用于进行引脚压焊及封装。
本发明方法便于采用现有SOI CMOS VLSI工艺技术来实现具有优异电学和热学性能的集成功率与射频SOI LDMOS器件,在工艺复杂度与工艺成本稍有增加条件下使集成功率与射频SOI LDMOS器件的电学和热学性能得到显著改善。
具体实施方式
集成双纵向沟道 SOI LDMOS器件的SOI CMOS VLSI工艺实现方法,具体包括以下步骤:
1.选取抛光好的SOI圆片作为初始材料,该SOI圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区,两个半导体区中厚的一个为P型
Figure 460491DEST_PATH_IMAGE002
作为衬底,薄的一个为N型作为顶层硅膜用于制作器件和电路;
2.将顶层硅膜表面第一次氧化,氧化层厚度为50~100nm,在氧化层上表面淀积氮化硅,氮化硅层厚度为300~500nm,所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面,氮化硅完全覆盖氧化层上表面;采用浅沟槽栅二区及漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次光刻,将窗口区中的氮化硅层和氧化层依次刻除形成浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口,将浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜采用LOCOS(局部氧化工艺)方法或者浅槽刻蚀(STE)方法刻蚀出浅沟槽栅二区和漏极沟槽区,浅沟槽栅二区和漏极沟槽区为顶层硅膜上的两个矩形槽,然后依次去除浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶、氮化层和氧化层,并洗净烘干;
3.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第二次光刻,刻除裸露的氧化层,形成缓冲区掺杂窗口,在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入N型杂质,缓冲区掺杂窗口内的掺入N型杂质的顶层硅膜作为缓冲区;将顶层硅膜表面氧化层全部去除,洗净烘干;
4.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第三次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的深沟槽栅一区掩膜版掩膜,采用深槽刻蚀(DTE)方法依次对裸露的氧化层及氧化层下方的顶层硅膜进行第三次光刻,形成深沟槽栅一区,深沟槽栅一区的底部为隐埋绝缘层的上表面;然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干;对深沟槽栅一区的内壁进行第四次氧化,氧化层厚度为50~100nm,采用腐蚀方法进行第四次刻蚀,去除深沟槽栅一区内壁表面的氧化层以消除机械损伤,清洗烘干;
5.对裸露的硅表面淀积氮化硅,采用纵向栅氧化层二掩膜版掩膜进行第四次光刻,将窗口区中氮化硅层刻除形成纵向栅氧化层二窗口,采用反应离子刻蚀进行第五次刻蚀,去除浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁氧化层,将顶层硅膜表面氮化硅全部去除,清洗烘干。
6.对裸露的硅表面进行第五次氧化,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上形成厚度为20~40nm的氧化层,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上的氧化层均作为纵向栅介质薄膜,顶层硅膜上表面和漏极沟槽区侧壁也被氧化层覆盖;然后采用化学气相淀积(CVD)方法进行多晶硅淀积形成两个纵向多晶硅栅,采用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化,洗净烘干;
7.对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第六次氧化,利用设计的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第五次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层,在多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极沟槽区域中开出沟槽漏极掺杂窗口,窗口之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层;然后在多晶硅栅掺杂窗口和沟槽漏极掺杂窗口内通过离子注入方法进行N型杂质重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子,形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区;然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区的氧化层,洗净烘干;
8.采用设计的P阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在两个纵向栅介质层之间的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口;采用离子注入方法进行P阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多的半导体区——P阱区;然后采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;
9.采用设计的P阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻,在P阱区内两纵向栅介质层的中间形成P阱欧姆接触掺杂窗口,然后采用离子注入方法掺入P型杂质形成与P阱掺杂类型相同的重掺杂P阱欧姆接触区,采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;然后进行高温退火以恢复P阱区和P阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子;
10.采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在P阱区内阱区欧姆接触与两个纵向栅介质层侧形成源区两个掺杂窗口,采用离子注入方法进行源区N型重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶,然后进行快速热退火(RTA)形成两个N型重掺杂源区;
11.采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽栅一区内壁表面进行第九次光刻,在重掺杂多晶硅栅一区沟槽内壁和上方形成栅极一和栅场板一电极窗口,在N型重掺杂源区和P阱欧姆接触区上表面形成源极窗口,在重掺杂多晶硅栅二区上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻P阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成栅极二和栅场板二电极窗口,在台阶式重掺杂漏极区沟槽上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻台阶式重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口;然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积,并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第十次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点;
12.在上表面淀积绝缘钝化层,采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十一次光刻,刻除裸露的绝缘钝化层,去除光刻胶,洗净烘干,在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口,用于进行引脚压焊及封装。

Claims (2)

1.制作集成双纵向沟道SOI LDMOS器件的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
(1).选取抛光好的SOI圆片作为初始材料,该SOI圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区,两个半导体区中厚的一个为P型                                                
Figure 135627DEST_PATH_IMAGE001
作为衬底,薄的一个为N型作为顶层硅膜用于制作器件和电路;
(2).将顶层硅膜表面第一次氧化,氧化层厚度为50~100nm,在氧化层上表面淀积氮化硅,氮化硅层厚度为300~500nm;所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面,氮化硅完全覆盖氧化层上表面;采用浅沟槽栅二区及漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次光刻,将窗口区中的氮化硅层和氧化层依次刻除形成浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口,将浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜刻蚀出浅沟槽栅二区和漏极沟槽区,浅沟槽栅二区和漏极沟槽区为顶层硅膜上的两个矩形槽,然后依次去除浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶、氮化层和氧化层,并洗净烘干;
(3).将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第二次光刻,刻除裸露的氧化层,形成缓冲区掺杂窗口,在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入N型杂质,缓冲区掺杂窗口内的掺入N型杂质的顶层硅膜作为缓冲区;将顶层硅膜表面氧化层全部去除,洗净烘干;
(4).将裸露的顶层硅膜的上表面进行第三次氧化,氧化层厚度为200~300nm,然后利用设计的深沟槽栅一区掩膜版掩膜,采用深槽刻蚀方法依次对裸露的氧化层及氧化层下方的顶层硅膜进行第三次光刻,形成深沟槽栅一区,深沟槽栅一区的底部为隐埋绝缘层的上表面;然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干;对深沟槽栅一区的内壁进行第四次氧化,氧化层厚度为50~100nm,采用腐蚀方法进行第四次刻蚀,去除深沟槽栅一区内壁表面的氧化层以消除机械损伤,清洗烘干;
(5).对裸露的硅表面淀积氮化硅,采用纵向栅氧化层二掩膜版掩膜进行第四次光刻,将窗口区中氮化硅层刻除形成纵向栅氧化层二窗口,采用反应离子刻蚀进行第五次刻蚀,去除浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁氧化层,将顶层硅膜表面氮化硅全部去除,清洗烘干;
(6).对裸露的硅表面进行第五次氧化,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上形成厚度为20~40nm的氧化层,深沟槽栅一区内壁和浅沟槽栅二区内阱区侧的内壁上的氧化层均作为纵向栅介质薄膜,顶层硅膜上表面和漏极沟槽区侧壁也被氧化层覆盖;然后采用化学气相淀积方法进行多晶硅淀积形成两个纵向多晶硅栅,采用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化,洗净烘干;
(7).对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第六次氧化,利用设计的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第五次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层,在多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极沟槽区域中开出沟槽漏极掺杂窗口,窗口之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层;然后在多晶硅栅掺杂窗口和沟槽漏极掺杂窗口内通过离子注入方法进行N型杂质重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子,形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区;然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区的氧化层,洗净烘干;
(8).采用设计的P阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在两个纵向栅介质层之间的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口;采用离子注入方法进行P阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多的半导体区——P阱区;然后采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;
(9).采用设计的P阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻,在P阱区内两纵向栅介质层的中间形成P阱欧姆接触掺杂窗口,然后采用离子注入方法掺入P型杂质形成与P阱掺杂类型相同的重掺杂P阱欧姆接触区,采用腐蚀方法去除光刻胶,洗净烘干;然后进行高温退火以恢复P阱区和P阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子;
(10).采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在P阱区内阱区欧姆接触与两个纵向栅介质层侧形成源区两个掺杂窗口,采用离子注入方法进行源区N型重掺杂,采用腐蚀方法去除光刻胶,然后进行快速热退火形成两个N型重掺杂源区;
(11).采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽栅一区内壁表面进行第九次光刻,在重掺杂多晶硅栅一区沟槽内壁和上方形成栅极一和栅场板一电极窗口,在N型重掺杂源区和P阱欧姆接触区上表面形成源极窗口,在重掺杂多晶硅栅二区上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻P阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成栅极二和栅场板二电极窗口,在台阶式重掺杂漏极区沟槽上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻台阶式重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口;然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积,并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第十次光刻,采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点;
(12).在上表面淀积绝缘钝化层,采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十一次光刻,刻除裸露的绝缘钝化层,去除光刻胶,洗净烘干,在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口,用于进行引脚压焊及封装。
2.如权利要求1所述的制作集成双纵向沟道SOI LDMOS器件的方法,其特征在于:步骤(2)中将浅沟槽栅二区及漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜刻蚀出浅沟槽栅二区和漏极沟槽区采用局部氧化工艺方法或者浅槽刻蚀方法。
CN 201110001092 2011-01-05 2011-01-05 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法 Expired - Fee Related CN102130061B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110001092 CN102130061B (zh) 2011-01-05 2011-01-05 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110001092 CN102130061B (zh) 2011-01-05 2011-01-05 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102130061A CN102130061A (zh) 2011-07-20
CN102130061B true CN102130061B (zh) 2012-12-05

Family

ID=44268079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110001092 Expired - Fee Related CN102130061B (zh) 2011-01-05 2011-01-05 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102130061B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382818A (en) * 1993-12-08 1995-01-17 Philips Electronics North America Corporation Lateral semiconductor-on-insulator (SOI) semiconductor device having a buried diode
CN1522468A (zh) * 2001-06-28 2004-08-18 �ʼҷ����ֵ������޹�˾ 具有用于改善可靠性和雪崩耐受性的结合的二极管的高压soi ldmos器件
CN201374335Y (zh) * 2009-03-26 2009-12-30 杭州电子科技大学 集成纵向沟道soi ldmos器件单元
CN101819948A (zh) * 2010-03-30 2010-09-01 杭州电子科技大学 纵向沟道soi ldmos的cmos vlsi集成制作方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345376A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Unisia Jecs Corp 半導体装置
US6468878B1 (en) * 2001-02-27 2002-10-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. SOI LDMOS structure with improved switching characteristics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382818A (en) * 1993-12-08 1995-01-17 Philips Electronics North America Corporation Lateral semiconductor-on-insulator (SOI) semiconductor device having a buried diode
CN1522468A (zh) * 2001-06-28 2004-08-18 �ʼҷ����ֵ������޹�˾ 具有用于改善可靠性和雪崩耐受性的结合的二极管的高压soi ldmos器件
CN201374335Y (zh) * 2009-03-26 2009-12-30 杭州电子科技大学 集成纵向沟道soi ldmos器件单元
CN101819948A (zh) * 2010-03-30 2010-09-01 杭州电子科技大学 纵向沟道soi ldmos的cmos vlsi集成制作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2001-345376A 2001.12.14

Also Published As

Publication number Publication date
CN102130061A (zh) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102468334B (zh) Vdmos器件及其制造方法
CN103413822B (zh) 降低浮空埋层半导体器件漏电流的方法
US9466729B1 (en) Etch stop region based fabrication of bonded semiconductor structures
CN104347420A (zh) Ldmos器件及其形成方法
CN104518029A (zh) 半导体器件及其制造方法
US20180033676A1 (en) Isolation structure and manufacturing method thereof for high-voltage device in a high-voltage bcd process
CN108336152A (zh) 具有浮动结的沟槽型碳化硅sbd器件及其制造方法
CN109216470A (zh) 半导体结构及其形成方法
CN101819948B (zh) 纵向沟道soi ldmos的cmos vlsi集成制作方法
CN208767305U (zh) 屏蔽栅极场效应晶体管
CN109979936B (zh) 一种集成半导体器件和电子装置
CN103441131A (zh) 部分耗尽绝缘体上硅器件结构
CN105206607A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN104752421A (zh) 一种集成电路及其制造方法
CN107481929A (zh) 一种半导体器件及其制造方法、电子装置
CN102130061B (zh) 制作集成双纵向沟道soi ldmos器件的方法
CN102157434B (zh) 具有p埋层的纵向沟道SOI LIGBT器件单元的制作方法
CN103354207B (zh) 抗esd集成soi ldmos器件单元的制作方法
CN102157383B (zh) 具有P埋层的SOI nLDMOS器件单元的制作方法
CN108666363B (zh) Ldmos器件及其制造方法
CN103779416B (zh) 一种低vf的功率mosfet器件及其制造方法
CN108511346B (zh) Ldmos器件的制造方法
CN102790052B (zh) 一种基于SiGe HBT的三应变BiCMOS集成器件及制备方法
CN105225957A (zh) 沟槽型功率器件制作方法和沟槽型功率器件
CN203721734U (zh) 一种低vf的功率mosfet器件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HAIAN SERVICE CENTER FOR TRANSFORMATION OF SCIENTI

Free format text: FORMER OWNER: HANGZHOU ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY UNIV

Effective date: 20140618

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310018 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 226600 NANTONG, JIANGSU PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140618

Address after: 226600 No. 106 middle Yangtze Road, Haian County, Nantong, Jiangsu

Patentee after: Haian Service Center for Transformation of Scientific Achievements

Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310018 Xiasha Higher Education Park No. 2 street

Patentee before: Hangzhou Electronic Science and Technology Univ

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121205

Termination date: 20200105

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee