專利名稱：高壓晶體管制造方法
技術領域：
本發明屬于半導體技術，特別涉及一種高壓晶體管制造方法。
背景技術：
半導體高壓器件通常都采用擴散漂移區結構，一方面提高漏端結擊穿 電壓，另一方面通過漂移區分壓，提高溝道的擊穿電壓。在常規工藝中， 通常采用單一的高能量漂移區離子注入，漂移區離子注入后進行漂移區高 溫推進，漂移區都是采用輕摻雜，漂移區表面雜質濃度較低，雜質分布不
緩變。圖1所示為一常規工藝制造的高壓麗os晶體管的漂移區結示意圖， 漂移區結的邊緣平緩。漂移區磷的縱向濃度分布如圖3所示，漂移區表面 雜質濃度較低，雜質分布不緩變。漂移區都是采用輕摻雜雖然獲得了高擊 穿電壓，但限制了高壓器件驅動電流的提高，另外較低的漂移區表面雜質 濃度帶來了嚴重的柵引入漏端漏電流效應(GIDL)，引發較高的漏電流。 GIDL效應是高壓器件漏電流的重要因素。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種高壓晶體管制造方法，采用該 方法制造的高壓晶體管能提高驅動能力，并減小高壓晶體管漏電流。
為解決上述技術問題，本發明的高壓晶體管制造方法的技術方案是， 高壓阱注入后，先進行低劑量、大能量的漂移區離子注入，然后相繼進行 能量逐漸遞減的多次漂移區離子注入，并在漂移區表面采用低能量、中劑量的離子注入。
本發明的高壓晶體管的制造方法在高壓晶體管漂移區的形成中，采用 能量由高到低的多次離子注入，最后一次采取低能量、中劑量的離子注入。 注入能量由高到低的梯度離子注入獲得較緩變雜質分布的漂移區，提高漂 移區的結擊穿電壓，特別是側向結的擊穿電壓；漂移區表面采用低能量、 中劑量的離子注入，獲得相對較高的表面雜質濃度，較高的漂移區表面雜 質分布減小了GIDL效應，從而減小了晶體管的漏電流，還減小了漂移區 的串聯電阻，提高了晶體管的驅動電流；由于雜質分布不同，增大了有效 溝道長度，提高了溝道擊穿電壓。
下面結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。 圖1是常規工藝制造的高壓NMOS晶體管的漂移區結示意圖； 圖2是本發明的高壓晶體管制造方法制造的高壓麗0S晶體管漂移區 結示意圖3是常規工藝制造的高壓NMOS晶體管及本發明的高壓晶體管制造 方法制造的高壓NM0S晶體管的漂移區磷濃度的縱向分布示意圖4是常規工藝制造的高壓NM0S晶體管及本發明的高壓晶體管制造 方法制造的高壓麗OS晶體管的漂移區漏端耗盡區的比較示意圖5是本發明的高壓晶體管制造方法一實施方式流程圖。
具體實施例方式
本發明的高壓晶體管制造方法的一實施方式，如圖5所示，高壓阱注 入后，先進行低劑量、大能量的漂移區離子注入，然后相繼進行能量逐漸遞減的多次離子注入，形成雜質分布較為緩變的漂移區，并在漂移區表面 采用低能量、中劑量的離子注入，增加了漂移區表面雜質濃度，再進行高 壓柵氧化層和多晶硅柵淀積、氧化硅或氮化硅側墻的淀積與刻蝕、源漏離 子注入等工藝最終完成高壓晶體管的制造。先進行的低劑量、大能量的漂
移區離子注入實現了高的結擊穿電壓；雜質分布較為緩變的漂移區，有效 增大了在漏端高壓偏置下漂移區未被耗盡的區域面積，從而增大了器件的 驅動電流;能量梯度分布的多次離子注入使得常規工藝中漂移區的高溫推 進工藝可以省略，減小了工藝成本；能量逐漸遞減的多次漂移區離子注入， 并在漂移區表面采用低能量、中劑量的離子注入，增加了漂移區表面雜質 濃度，有效地減少了GIDL效應，減小了漏電流。
作為一實施例，高壓麗0S器件的漂移區采用磷離子注入，先進行 3el2cn^ 4el2cn^低劑量、150KeV 200KeV大能量的漂移區磷離子注入， 然后相繼進行能量200KeV 30KeV逐漸遞減的多次磷離子注入，形成雜質 分布較為緩變的漂移區，并在漂移區表面采用30KeV 70KeV低能量、 4el2cm—2 7el2cnf2中劑量的磷離子注入，增加了漂移區表面雜質濃度； 高壓PM0S晶體管的漂移區采用硼離子注入，先進行2el2cm—2 3el2cnf2 低劑量、100KeV 150KeV大能量的漂移區硼離子注入，然后相繼進行能 量150KeV 20KeV逐漸遞減的多次硼離子注入，形成雜質分布較為緩變 的漂移區，并在漂移區表面采用20KeV 50KeV低能量、3el2cm—2 5el2cm—2 中劑量的硼離子注入，增加了漂移區表面雜質濃度。
本發明的高壓晶體管的制造方法在高壓晶體管漂移區的形成中，采用 能量由高到低的多次離子注入，最后一次采取低能量、中劑量的離子注入。注入能量由高到低的梯度離子注入獲得較緩變雜質分布的漂移區，提高漂 移區的結擊穿電壓，特別是側向結的擊穿電壓；漂移區表面采用低能量、 中劑量的離子注入，獲得相對較高的表面雜質濃度，較高的漂移區表面雜 質分布減小了GIDL效應，從而減小了晶體管的漏電流，還減小了漂移區 的串聯電阻，提高了晶體管的驅動電流；由于雜質分布不同，增大了有效 溝道長度，提高了溝道擊穿電壓。
本發明的方法制造的高壓NM0S晶體管的漂移區結示意圖如圖2所示， 漂移區結的邊緣更加陡直，有利于結的擊穿電壓提高，漂移區摻雜的磷的 縱向濃度分布如圖3所示，漂移區雜質分布較緩變，漂移區表面磷的濃度 較高，提高了驅動電流。
圖4是常規工藝制造的高壓NMOS晶體管及本發明的高壓晶體管制造 方法制造的高壓麗OS晶體管的漂移區漏端耗盡區的比較示意圖，本發明 的方法制造的高壓麗OS晶體管在漏端高壓偏置下，出現漂移區耗盡區的 夾斷，有利于器件擊穿電壓的提高。
表一為TCAD (計算機輔助設計技術)模擬的常規工藝制造的高壓 麗OS晶體管和本發明的方法制造的高壓麗OS晶體管的特性比較。
表一:
閾值電壓 (V)飽和電流 (uA/um)擊穿電壓 (V)截止電流 (pA/um)
常規高壓麗os晶體管0. 7%53916.53
本發明高壓NMOS晶體管0. 79959918.82.6
從表一可以看出，本發明的方法制造的高壓晶體管的閾值電壓和截止 電流都能和常規器件保持一致，但飽和電流和擊穿電壓都有較大的提高，改善了器件性能。
本發明的方法制造的高壓晶體管的漂移區雜質分布較緩變，有效提高
了該結的擊穿電壓，特別是側向結的擊穿電壓;漂移區表面雜質分布較高， 減小了GIDL效應，從而減小了晶體管的漏電流，還減小了漂移區的串聯 電阻，提高了晶體管的驅動電流。本發明是通過優化高壓晶體管漂移區中 的雜質分布來提高高壓晶體管的驅動電流，減小晶體管漏電流，解決高擊 穿電壓與高驅動電流、低漏電流之間的矛盾。
權利要求
1、一種高壓晶體管制造方法，其特征在于，高壓阱注入后，先進行低劑量、大能量的漂移區離子注入，然后相繼進行能量逐漸遞減的多次漂移區離子注入，并在漂移區表面采用低能量、中劑量的離子注入。
2、 根據權利要求1所述的高壓晶體管制造方法，其特征在于，高壓 麗0S晶體管的漂移區采用磷離子注入，先進行3el2cm—2 4el2cm—2低劑量、 150KeV 200KeV大能量的漂移區磷離子注入；然后相繼進行能量 200KeV 30KeV逐漸遞減的多次磷離子注入，形成雜質分布緩變的漂移 區；在漂移區表面采用30KeV 70KeV低能量、4el2cm—2 7el2cm—2中劑量 的磷離子注入，增加了漂移區表面雜質濃度。
3、 根據權利要求1所述的高壓晶體管制造方法，其特征在于，高壓 PM0S晶體管的漂移區采用硼離子注入，先進行2el2cm—2 3el2cm—2低劑量、 100KeV 150KeV大能量的漂移區硼離子注入；然后相繼進行能量 150KeV 20KeV逐漸遞減的多次硼離子注入，形成雜質分布緩變的漂移 區；在漂移區表面采用20KeV 50KeV低能量、3el2cm—2 5el2cnT2中劑量 的硼離子注入，增加了漂移區表面雜質濃度。
全文摘要
本發明公開了一種高壓晶體管制造方法，高壓阱注入后，先進行低劑量、大能量的漂移區離子注入，然后相繼進行能量逐漸遞減的多次漂移區離子注入，并在漂移區表面采用低能量、中劑量的離子注入。采用該方法制造的高壓晶體管能提高驅動能力，并減小高壓晶體管漏電流。
文檔編號H01L21/02GK101452839SQ200710094360
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司