CN103165450A - 终端环的制造方法 - Google Patents

终端环的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103165450A
CN103165450A CN2011104073262A CN201110407326A CN103165450A CN 103165450 A CN103165450 A CN 103165450A CN 2011104073262 A CN2011104073262 A CN 2011104073262A CN 201110407326 A CN201110407326 A CN 201110407326A CN 103165450 A CN103165450 A CN 103165450A
Authority
CN
China
Prior art keywords
etching
polysilicon
metal
end ring
oxygen
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.)
Granted
Application number
CN2011104073262A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103165450B (zh
Inventor
王雷
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.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
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 Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd filed Critical Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Priority to CN201110407326.2A priority Critical patent/CN103165450B/zh
Publication of CN103165450A publication Critical patent/CN103165450A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103165450B publication Critical patent/CN103165450B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种终端环的制造方法；包括以下步骤：步骤1、沉积场氧与高阻多晶硅；步骤2、场氧层光刻，刻蚀多晶硅至氧化层，然后切换刻蚀工艺，以多晶硅为硬掩模层部分刻蚀场氧；步骤3、各向同性刻蚀场氧至硅基板；步骤4、沉积金属；步骤5、刻蚀金属，去掉高阻多晶硅表面的金属。本发明缩小终端环的面积，同时提高终端环的性能，降低工艺成本和工厂运营成本。

Description

终端环的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微电子芯片制造领域中的高压器件终端保护结构的制造方法。
背景技术
对于高压元件，由于通常需要承受很高的反向截止电压，因此无论垂直还是水平方向，其电场分布都必须降低且平滑化，避免局部电场过强形成击穿。对于器件的垂直方向，通常使用很厚的均匀轻掺杂低缺陷的外延层来实现，而水平方向通常使用终端环结构来实现。
终端环是一组p/n交替排布的pn结，通过单个pn结的反向截止电压来分担总的电压，因此总耐压即为各pn结击穿电压的总合。
场板结构是一种有效降低pn结表面电场，提高pn结击穿的手段。采用金属场板的终端环是常用的终端环的结构。但是这种结构其终端截止处的电场强度非常依赖于场板的长度，因此通常需要很长的场板长度，面积很大；同时靠近pn结处由于掺杂区域的曲率半径存在，会引起表面电场增强，因此需要一个很长且很薄的场氧结构，其工艺制造难度很大，通常使用多种方式产生多层膜结构的场氧，利用不同刻蚀速度产生阶梯形。
电阻型场板则利用高阻材料取代金属，使场板两端存在电压降，可以很好的抑制终端截止处的电场强度，因此可以大幅度缩小场板的面积。但是其总电场强度较大，因此电阻型场板的耐压能力较金属型弱。
将两种终端环结构合一可以很好的解决耐压和面积的矛盾，但通常的工艺需要在金属场板形成后，刻蚀金属层然后沉积高阻多晶硅，因为此时金属已经形成，所以需要专门的清洗，炉管，注入等设备来产生这层多晶硅，以避免产生金属离子污染，而这些设备无法与通常设备兼容，需要额外购置，且用途单一，利用率很低，因此实际的设备投入和运营成本很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种，它可以缩小终端环的面积，提高终端环的性能，同时使高阻多晶硅产生在金属形成之前，避免了金属离子污染，从而使之兼容现有的工厂设备，从而降低工艺、设备成本及工厂运营成本。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种终端环的制造方法；包括以下步骤：步骤1、沉积场氧与高阻多晶硅；步骤2、场氧层光刻，刻蚀多晶硅至氧化层，然后切换刻蚀工艺，以多晶硅为硬掩模层部分刻蚀场氧；步骤3、各向同性刻蚀场氧至硅基板；步骤4、沉积金属；步骤5、刻蚀金属，去掉高阻多晶硅表面的金属。
本发明的有益效果在于：缩小终端环的面积，同时提高终端环的性能，降低工艺成本和工厂运营成本。
在所述步骤1中在位掺杂调整注入。
在所述步骤1之后使用无光罩的多晶硅电阻调整注入；
所述步骤2中，其部分刻蚀量为场氧总厚度的1/4～3/4。
所述步骤3中，其各向同性刻蚀产生的横向刻蚀宽度A需小于步骤6中刻蚀后残留在高阻多晶硅上的宽度B。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本专利的终端环结构的示意图；
图2是不同场板结构的电场分布的示意图；
图3a-图3e是本专利的制造方法的示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明利用高阻多晶硅作为场氧的刻蚀阻挡层在金属形成以前就产生电阻型场板，同时利用湿法刻蚀形成阶梯形的场氧及金属场板占位，从而低成本的实现集成金属场板与电阻场板，缩小了终端环的面积，同时提高了终端环的性能，降低工艺成本和工厂运营成本。
同时由于采用了金属场板+电阻场板的模式，因此对于金属场板在pn结处的场氧厚度控制没有单一金属场板要求那么高，场氧可以一次形成，其工艺成本较低。
本专利以p+/n型pn结为终端截止二极管，耐压不超过1200V为例，终端可以采用5～20个p+/n结构构成终端环。
1)如图3a所示，沉积场氧与高阻多晶硅，其场氧厚度为0.2～2微米，多晶硅厚度0.1～1微米，掺杂类型不限，体浓度1e14～1e22atom/cm3，可以在位掺杂，也可以通过一次无光罩的多晶硅电阻调整注入产生。
2)如图3b所示，场氧层光刻，产生多晶硅电阻区图形，各向异性刻蚀多晶硅至氧化层，可以用干法刻蚀，氧化层对多晶硅具有选择比。然后切换刻蚀工艺，依然采用各向同性刻蚀，可以为干法刻蚀，多晶硅对氧化层有选择比，以多晶硅为硬掩模层部分刻蚀场氧，刻蚀深度以场氧总厚度的1/2为佳，可以为1/4～3/4。
3)如图3c所示，各向同性刻蚀场氧至硅基板，此时可以选取HF为主体药液进行湿法刻蚀，控制其过刻蚀量，使横向＜场氧厚度，此实施例中，为0.2～0.4微米为佳。
4)如图3d所示，沉积金属，可以是AL，ALCu等，厚度0.3～5微米。
5)如图3e所示，光刻刻蚀金属，去掉高阻多晶硅表面的金属，此时金属场板超过步骤3中的横向刻蚀宽度。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (5)

1.一种终端环的制造方法；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、沉积场氧与高阻多晶硅；
步骤2、场氧层光刻，刻蚀多晶硅至氧化层，然后切换刻蚀工艺，以多晶硅为硬掩模层部分刻蚀场氧；
步骤3、各向同性刻蚀场氧至硅基板；
步骤4、沉积金属；
步骤5、刻蚀金属，去掉高阻多晶硅表面的金属。
2.根据权利要求1所述的终端环的制造方法；其特征在于，在所述步骤1中在位掺杂调整注入。
3.根据权利要求1所述的终端环的制造方法；其特征在于，在所述步骤1之后使用无光罩的多晶硅电阻调整注入。
4.根据权利要求1所述的终端环的制造方法；其特征在于，所述步骤2中，其部分刻蚀量为场氧总厚度的1/4～3/4。
5.根据权利要求1所述的终端环的制造方法；其特征在于，所述步骤3中，其各向同性刻蚀产生的横向刻蚀宽度A小于刻蚀后残留在高阻多晶硅上的宽度B。
CN201110407326.2A 2011-12-09 2011-12-09 终端环的制造方法 Active CN103165450B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110407326.2A CN103165450B (zh) 2011-12-09 2011-12-09 终端环的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110407326.2A CN103165450B (zh) 2011-12-09 2011-12-09 终端环的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103165450A true CN103165450A (zh) 2013-06-19
CN103165450B CN103165450B (zh) 2016-04-13

Family

ID=48588433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110407326.2A Active CN103165450B (zh) 2011-12-09 2011-12-09 终端环的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103165450B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736124A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Esd保护器件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445860A (zh) * 2002-03-18 2003-10-01 株式会社东芝 半导体器件及其制造方法
CN102136495A (zh) * 2010-01-25 2011-07-27 上海华虹Nec电子有限公司 半导体高压器件的结构及其制作方法
CN102184947A (zh) * 2011-03-15 2011-09-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种高压半导体结构及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445860A (zh) * 2002-03-18 2003-10-01 株式会社东芝 半导体器件及其制造方法
CN102136495A (zh) * 2010-01-25 2011-07-27 上海华虹Nec电子有限公司 半导体高压器件的结构及其制作方法
CN102184947A (zh) * 2011-03-15 2011-09-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种高压半导体结构及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736124A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Esd保护器件
CN112736124B (zh) * 2020-12-28 2023-10-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Esd保护器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN103165450B (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103456791B (zh) 沟槽功率mosfet
CN105097682B (zh) 半导体器件
CN103632959B (zh) 沟槽型肖特基器件结构及其制造方法
CN101101879A (zh) 半导体装置的制造方法
CN102208414A (zh) 一种超结沟槽金属氧化物半导体场效应管及其制造方法
CN103258738A (zh) 超晶格纳米线场效应晶体管及其形成方法
CN104253151B (zh) 场截止型反向导通绝缘栅双极型晶体管及其制造方法
CN103474347B (zh) 一种双栅沟槽型肖特基器件结构及制造方法
CN109698129A (zh) 半导体器件结构及用于制造半导体器件结构的方法
CN103887338B (zh) 一种适用于深槽超结器件的结终端及其制备方法
CN103855018A (zh) 沟槽底部进行离子注入调节bv和改善导通电阻的方法
CN102610523A (zh) 在超级结mosfet中集成肖特基二极管的方法
WO2014040360A1 (zh) 一种高压超结igbt的制作方法
CN201163629Y (zh) 带有多晶硅场板的功率mos场效应管
CN102522335A (zh) 一种功率器件终端环的制造方法及其结构
CN102148164A (zh) Vdmos器件的形成方法
CN103165450B (zh) 终端环的制造方法
CN102737970B (zh) 半导体器件及其栅介质层制造方法
CN104332499B (zh) 一种vdmos器件及其终端结构的形成方法
CN201725795U (zh) 三层光罩沟槽mos器件
CN106876439A (zh) 超结器件及其制造方法
CN105633171A (zh) 一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置
CN103594492B (zh) Ldmos晶体管及其形成方法
CN103187249B (zh) 一种半导体纳米材料器件的制作方法
CN101271898A (zh) 带有多晶硅场板的功率mos场效应管及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI HUAHONG GRACE SEMICONDUCTOR MANUFACTURING

Free format text: FORMER OWNER: HUAHONG NEC ELECTRONICS CO LTD, SHANGHAI

Effective date: 20140107

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

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201206 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 201203 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140107

Address after: 201203 Shanghai city Zuchongzhi road Pudong New Area Zhangjiang hi tech Park No. 1399

Applicant after: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation

Address before: 201206, Shanghai, Pudong New Area, Sichuan Road, No. 1188 Bridge

Applicant before: Shanghai Huahong NEC Electronics Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant