CN104810284A - 场效应管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种场效应管的制造方法，包括：在初始氧化层的表面形成有源区和环区；在第一设定温度和第一设定含氧量的条件下，在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜；在所述有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽。本发明提供的场效应管的制造方法能够解决现有的制造方法成品率较低的问题，提高了场效应管的制造成品率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造技术，尤其涉及一种场效应管的制造方法。
背景技术
场效应管是电压控制的一种放大器件，是组成数字集成电路的基本单元，通常分为互补金属氧化物半导体场效应管（Complementary MetalOxide Semiconductor，简称CMOS）和扩散金属氧化物半导体场效应管（Double-diffused Metal Oxide Semiconductor，简称DMOS）。其中，DMOS器件具有高电流驱动能力、低导通电阻以及较高的击穿电压等优点，广泛应用在集成电路领域中。对应的，驱动电流、导通电阻以及启动电压等电性参数成为影响DMOS器件质量的重要因素，是在DMOS器件的制造过程中决定的。
现有的DMOS器件制造过程中，在完成环区驱入后，需要对初始氧化层的表面进行清洗，以去除驱入过程中残留的氨水等物质，然后再采用化学气相淀积法生长沟槽掩膜。但由于对初始氧化层表面进行清洗的过程通常采用去离子水等溶液进行清洗，容易出现清洗不净或残留水痕的情况，可能会影响DMOS器件的电性参数，降低了成品率。
发明内容
本发明提供一种场效应管的制造方法，用于解决现有的制造方法成品率较低的问题，以提高场效应管的制造成品率。
本发明实施例提供一种场效应管的制造方法，包括：
在初始氧化层的表面形成有源区和环区；
在第一设定温度和第一设定含氧量的条件下，在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜；
在所述有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽。
如上所述的场效应管的制造方法，所述在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜，包括：
在设定时间内，采用炉管工艺在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜。
如上所述的场效应管的制造方法，所述第一设定温度在900摄氏度至1100摄氏度之间。
如上所述的场效应管的制造方法，所述第一设定温度为1000摄氏度。
如上所述的场效应管的制造方法，所述设定时间为60分钟。
如上所述的场效应管的制造方法，所述在所述有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽，包括：
对所述有源区表面的沟槽掩膜进行刻蚀，以去除待形成沟槽的有源区表面的沟槽掩膜；
在所述待形成沟槽的有源区表面形成所述沟槽。
如上所述的场效应管的制造方法，在所述初始氧化层的表面形成环区，包括:在第二设定温度和第二设定含氧量的条件下，采用所述炉管工艺在所述初始氧化层的表面形成所述环区。
如上所述的场效应管的制造方法，所述第一设定温度和第二设定温度不同；
所述第一设定含氧量和第二设定含氧量不同。
如上所述的场效应管的制造方法，所述第二设定温度为1150摄氏度。
本发明实施例提供的技术方案通过在第一设定温度和第一含氧量的条件下，对形成环区和有源区的初始氧化层的表面直接形成沟槽掩膜，由于不采用清洗的步骤，一方面可以避免现有技术存在的清洗不净或容易残留水痕的问题，进而不会影响场效应管的电性参数，提高了成品率；另一方面步骤减少，能够降低场效应管制造工艺的复杂程度，提高工艺稳定性，且也能够降低制造成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的场效应管的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成有源区和环区的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成沟槽掩膜的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中去除待形成沟槽的有源区表面的沟槽掩膜的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成沟槽的结构示意图。
附图标记：
1-衬底； 2-外延层； 3-初始氧化层；
4-有源区； 5-环区； 6-沟槽掩膜；
7-沟槽。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的场效应管的制造方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的场效应管的制造方法，可以包括：
步骤10、在初始氧化层的表面形成有源区和环区。
参考图2，图2为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成有源区和环区的结构示意图。在步骤10之前，本领域技术人员可以理解的是，可以先在衬底1上形成外延层2，在外延层2上形成初始氧化层3，然后在初始氧化层3上分别形成有源区4和环区5。上述步骤可采用现有技术中常用的实现方式。
在形成有源区4和环区5之后，可执行步骤20。
步骤20、在第一设定温度和第一设定含氧量的条件下，在初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜。
参考图3，图3为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成沟槽掩膜的结构示意图。鉴于现有技术是在完成环区驱入后，采用去离子水等溶液对初始氧化层3的表面进行清洗，容易造成由于清洗不净或残留水痕而导致DMOS器件的电性参数易受到影响的问题，本实施例提出了一种新的实现方式，即在步骤10之后，不执行清洗的操作，而是直接在初始氧化层3、有源区4和环区5的表面形成沟槽掩膜6。
具体的，形成沟槽掩膜6的方法需要在第一设定温度和第一设定含氧量的条件下进行，也即将初始氧化层3设置在具备第一设定温度和第一设定含氧量的环境中，在该环境中，可以在初始氧化层3、有源区4和环区5的表面形成一层沟槽掩膜6。
例如，可采用现有技术中常用的炉管工艺来实现，将炉管中的温度设置为第一设定温度，含氧量通常为氧气和氮气的比例，设置为第一含氧量，在此条件下持续第一设定时间，则可以在初始氧化层3、有源区4和环区5的表面形成一层沟槽掩膜6。
上述第一设定温度、第一含氧量和第一设定时间均可以根据如下步骤30中，形成的沟槽的深度来进行具体设定。为了加大沟槽的深度，可以适当提高第一含氧量，延长第一设定时间，相反，若要降低沟槽的深度，可以适当降低第一含氧量，缩短第一设定时间。第一设定温度通常可以在900摄氏度至1100摄氏度之间，第一设定时间可根据第一设定温度进行适当的调整，例如第一设定温度为1000摄氏度，第一设定时间可以为60分钟。
在形成沟槽掩膜6之后，可以执行步骤30。
步骤30、在有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽。
图4为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中去除待形成沟槽的有源区表面的沟槽掩膜的结构示意图，图5为本发明实施例提供的场效应管的制造方法中形成沟槽的结构示意图。如图4和图5所示，步骤30具体可对有源区4表面的沟槽掩膜6进行刻蚀，以去除待形成沟槽的有源区表面的沟槽掩膜6。然后，在去除沟槽掩膜6的位置对应的待形成沟槽区域中形成沟槽7。步骤30可采用现有技术中常用的方式来实现，例如采用干法刻蚀、光刻技术等。
在步骤30之后，本领域技术人员可以继续形成栅极、源区等部分，可参照现有技术中常用的实现方式。
本实施例的技术方案通过在第一设定温度和第一含氧量的条件下，对形成环区和有源区的初始氧化层的表面直接形成沟槽掩膜，由于不采用清洗的步骤，一方面可以避免现有技术存在的清洗不净或容易残留水痕的问题，进而不会影响场效应管的电性参数，提高了成品率；另一方面步骤减少，能够降低场效应管制造工艺的复杂程度，提高工艺稳定性，且也能够降低制造成本。
另外，在上述步骤10中，在初始氧化层的表面依次形成有源区4和环区5，对于在初始氧化层3的表面形成环区5的步骤，本实施例提供一种具体的实现方式：
可以在第二设定温度和第二设定含氧量的条件下，并在第二设定时间内，采用炉管工艺在初始氧化层3的表面形成环区5。其中，第二设定温度和上述第一设定温度不同，第一设定含氧量和第二设定含氧量也不同，形成环区的第二设定温度可以为1150摄氏度，第二设定时间可以为120分钟。
形成环区5所采用的炉管工艺与形成沟槽掩膜6所采用的炉管工艺相同，区别在于工艺条件不同，也即设定温度和含氧量不同，也即上述技术方案可以理解为：
首先，采用炉管工艺在初始氧化层3的表面形成环区5，设定此步骤中炉管工艺中的温度为第二设定温度，即1150摄氏度，氧气和氮气的比值为第二含氧量，即3:100，持续时间为第二设定时间120分钟，在此条件下，可以形成环区5。
完成环区5的形成步骤之后，降低炉管工艺中的温度至第一设定温度1000摄氏度，提高氧气的含量，且设定氧气和氢气的比值为8:14，该条件作为第一含氧量，持续时间为第一设定时间60分钟，在此条件下，可以在初始氧化层3、有源区4和环区5的表面形成沟槽掩膜6。
上述技术方案在形成环区和沟槽掩膜的步骤中均采用炉管工艺，在完成环区形成的步骤后，仅调整温度、含氧量和持续时间，即可直接形成沟槽掩膜。由于不需要采用清洗的步骤，一方面可以避免现有技术存在的清洗不净或容易残留水痕的问题，进而不会影响场效应管的电性参数，提高了成品率；另一方面步骤减少，能够降低场效应管制造工艺的复杂程度，提高工艺稳定性，且也能够降低制造成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种场效应管的制造方法，其特征在于，包括：
在初始氧化层的表面形成有源区和环区；
在第一设定温度和第一设定含氧量的条件下，在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜；
在所述有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽。
2.根据权利要求1所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜，包括：
在设定时间内，采用炉管工艺在所述初始氧化层、有源区和环区的表面形成沟槽掩膜。
3.根据权利要求2所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述第一设定温度在900摄氏度至1100摄氏度之间。
4.根据权利要求3所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述第一设定温度为1000摄氏度。
5.根据权利要求4所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述设定时间为60分钟。
6.根据权利要求5所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述在所述有源区表面的沟槽掩膜上形成沟槽，包括：
对所述有源区表面的沟槽掩膜进行刻蚀，以去除待形成沟槽的有源区表面的沟槽掩膜；
在所述待形成沟槽的有源区表面形成所述沟槽。
7.权利要求1-6任一项所述的场效应管的制造方法，其特征在于，在所述初始氧化层的表面形成环区，包括:
在第二设定温度和第二设定含氧量的条件下，采用所述炉管工艺在所述初始氧化层的表面形成所述环区。
8.权利要求7所述的场效应管的制造方法，其特征在于：
所述第一设定温度和第二设定温度不同；
所述第一设定含氧量和第二设定含氧量不同。
9.权利要求8所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述第二设定温度为1150摄氏度。
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