專利名稱：Ldmos晶體管中的溝道形成方法
技術領域：
本發明涉及一種LDMOS晶體管的制備方法，特別涉及LDMOS晶體管中溝道的形成方法。
背景技術：
橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應晶體管(lateraldouble-diffused MOSFET，簡稱LDMOS)為MOS晶體管的一種。目前的0.35um工藝及以上的工藝制備LDMOS晶體管中溝道的方法，一般有兩種。 一種是在做多晶硅柵極前先將溝道區的離子注入做好，如圖l至圖4所示，以LDNMOS晶體管的制備為例，具體流程如下先在P襯底上形成深N阱中；而后制備用于隔離的locos區以及在隔離區之間的硅表面生長氧化層；接著利用光刻工藝定義出基區注入的位置，進行P雜質離子注入形成P基區(該P基區即為L匿OS晶體管的溝道區)；而后依次淀積用作柵氧的二氧化硅以及用作柵極的多晶硅，利用光刻工藝和刻蝕工藝形成柵極和柵極下的柵氧；接著進行后續的常規工藝，見圖4中，柵氧、多晶硅柵極以及柵極側面的側墻，左邊N+區為源區、P+區為體區，而右邊^區為漏區，形成完整的LDNMOS晶體管。另一種(見圖5至圖8)是在多晶硅柵極形成之后，用大角度做溝道的離子注入，然后再用一定的熱處理條件，讓注入區離子擴散到溝道區域。這兩種方法都有相應的缺點，第一種的溝道區由兩層圖形的交疊區決定，在整個硅片上的穩定性會相對較差；而第二種制備方法則會引入新的熱處理條件，而且溝道區的長度受到局限。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種LDMOS晶體管中的溝道形成方法，該方法中溝道區域的尺寸僅由多晶硅層決定。 為解決上述技術問題，本發明的LDMOS晶體管中的溝道形成方法，其特征在于在
硅襯底上進行深阱注入之后，包括如下步驟 1)在硅表面生長一氧化層作為注入阻擋層； 2)利用光刻工藝進行定義有源區，并以光刻形成的光刻膠圖案為掩膜，刻蝕未被光刻膠所覆蓋的氧化層至硅表面，后去除光刻膠； 3)氧化使裸露的硅表面生長一層氧化硅作為注入保護層，接著利用光刻工藝定義出基區，以所形成的光刻膠圖案為掩膜，進行離子注入，形成基區，所述基區即為所述LDMOS晶體管的溝道。 本發明的U)MOS晶體管中的溝道形成方法，利用有源層中的厚氧化硅作阻擋層來做自對準的溝道區離子注入，然后制備柵極多晶硅，這樣溝道區域的大小就僅由多晶硅層來決定，克服了已有的制備方法的缺點，而且因沒有用locos隔離結構，故不存在該locos隔離結構帶來的鳥嘴效應，能夠縮小器件尺寸。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1至圖4為現有的一種LDMOS晶體管中溝道形成方法；
圖5至圖8為現有的另一種LDMOS晶體管中溝道形成方法；
圖9為本發明的L匿OS晶體管中溝道形成方法流程 圖10至圖14為本發明的一實施例的結構示意 圖15為本發明的另一實施例中阻擋層結構示意圖； 圖16至圖17為本發明的又一實施例中氧化層阻擋層側墻制備的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的LDMOS晶體管中的溝道形成方法，以在P襯底上制備LDNMOS為例，具體流程為(見圖9): 1)在P硅襯底上進行深N阱注入之后，在硅襯底表面生長或淀積一氧化層作注入
阻擋層(見圖io)，其中該氧化層阻擋層的厚度由基區注入深度確定，一般來說，基區注入
深度越深，要求阻擋層厚度越大，通常可為4000-10000埃之間； 2)利用光刻工藝(包括光刻膠旋涂、用光刻研磨版進行光刻和顯影)定義出有源區，并以光刻形成的光刻膠圖案為掩膜，刻蝕未被光刻膠覆蓋的氧化層至硅表面，使有源區的硅表面裸露出來(見圖ll)，后去除光刻膠； 3)氧化使裸露的硅表面生長一氧化硅作為注入保護層，再次利用光刻工藝定義出基區注入的位置，而后以所形成的光刻膠圖案為掩膜，進行P型雜質離子注入形成P基區，該P基區即為U)MOS晶體管的溝道區域(見圖12)。之后進行后續的常規工藝，如去除光刻膠和注入保護層，柵氧和柵極形成(見圖13)，源區、漏區和體區的形成(見圖14)等。
本發明的溝道形成方法中，需要注意幾點 1)在上述步驟一中，其中的氧化層并不一定是要熱氧化或者全部熱氧化，或者說并不一定是生長氧化層，可以使用淀積氧化層或者其他電介質層。 2)如果器件制備中實際需要的P基區的注入深度非常深，故需要氧化層阻擋層非常厚，而這時候單一的厚氧化層會因為有太高的厚度而導致后面制程有非常差的平整度。故可以以三明治結構來構成這個阻擋層，例如最下面是合適厚度的下層氧化層，中間是氮化物，上面是上層氧化層(見圖15)。如果采用三明治結構作阻擋層，那么在做完P基區的離子注入后，可以將上層氧化層和中間氮化物去掉。 3)在P基區的光刻中，可以看到漏端可能會有光刻膠填充的問題。實際上，在此工藝里，因為有locos鳥嘴的問題，所以漏端的有源區的尺寸是lum左右，因此，即使需要阻擋層厚度在2um以上，光刻膠也不會無法填充。甚至對于極端情況，對于非常小尺寸的結構，可以在P基區層完成后再加一個新的光刻蝕刻層來制作。 4)對于有源區蝕刻會造成氧化層邊角相對locos工藝比較陡直，而造成多晶硅的邊緣分布和刻蝕比較困難的問題。上述問題可通過以下方法解決一是可以根據電壓選擇恰當的氧化層厚度，避免非常厚的氧化層；二是可以調節有源區的蝕刻條件，使氧化層的刻蝕圖形有比較大的仰角；三是在做完P基區注入后，可以用濕法腐蝕來處理一下氧化層，因為濕法蝕刻的各向同性，可以將氧化層的頂角處理的比較圓滑；四是在做完P基區注入后，
4在硅片上淀積一層電介質，如500-2000埃的另一氧化硅(見圖16)，然后對整個硅片上的另一層氧化硅進行干法刻蝕，其結果是在厚氧化硅阻擋層的邊緣產生一個0. 2-lum的側墻(見圖17)，這樣可以有效增強圓滑效果；五是增加多晶硅層的厚度，然后在多晶硅蝕刻的時候增加比較多的過蝕刻以徹底出去多晶硅殘余。 5)對于有些時候需要在P基區和注入阻擋層之間需要有一定的距離來保證有一定的安全距離來消除相對比較濃的P基區對相對比較淡的深N阱的擴散區的影響，那么可以在做完厚阻擋層后P基區注入前做一個厚柵氧的側墻，如用氮化物，做完P基區注入后再將該側墻去掉。
權利要求
一種LDMOS晶體管中的溝道形成方法，其特征在于在硅襯底上進行深阱注入之后，包括如下步驟1)在硅表面生長一氧化層作為注入阻擋層；2)利用光刻工藝進行定義有源區，并以光刻形成的光刻膠圖案為掩膜，刻蝕未被光刻膠覆蓋的氧化層至硅表面，后去除光刻膠；3)氧化使裸露的硅表面生長一氧化硅作為注入保護層，接著利用光刻工藝定義出基區，以所形成的光刻膠圖案為掩膜，進行離子注入形成基區，所述基區即為所述LDMOS晶體管的溝道。
2. 按照權利要求1所述的溝道形成方法，其特征在于所述步驟一中的氧化層厚度為 4000-10000 ±矣之間。
3. 按照權利要求1所述的溝道形成方法，其特征在于所述步驟一中的氧化層采用熱氧化或淀積的方法制備而成。
4. 按照權利要求1-3中任一項所述的溝道形成方法，其特征在于所述步驟三之后還包括用濕法處理所述氧化層使其頂角圓滑化的步驟。
5. 按照權利要求1-3中任一項所述的溝道形成方法，其特征在于所述步驟三之后還包括在硅襯底上接著淀積另一氧化層，之后刻蝕所述另一氧化層使在步驟二刻蝕后形成的 臺階處形成側墻的步驟。
6. 按照權利要求1所述的溝道形成方法，其特征在于所述步驟一中的氧化層由下層 氧化層、中間氮化物和上層氧化層組成的三明治結構替代，所述步驟三之后還包括將所述 中間氮化物和所述上層氧化層去除的步驟。
全文摘要
本發明的LDMOS晶體管中的溝道形成方法，在硅襯底上進行深阱注入之后，包括如下步驟1)在硅表面生長一厚氧化層作為阻擋層；2)利用光刻工藝進行定義有源區，并以光刻形成的光刻膠圖案為掩膜，刻蝕所述氧化層至硅表面，后去除光刻膠；3)氧化使裸露的硅表面覆蓋一薄層氧化硅，接著利用光刻工藝定義出基區，以所形成的光刻膠圖案為掩膜，進行離子注入形成基區，所述基區即為所述LDMOS晶體管的溝道。
文檔編號H01L21/336GK101740385SQ20081004398
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者熊濤, 羅嘯, 陳華倫, 陳瑜, 陳雄斌 申請人:上海華虹Nec電子有限公司