專利名稱：縱向溝道soi ldmos的cmos vlsi集成制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及縱向溝道SOI (絕緣層上半導(dǎo)體)LDM0S(橫向雙 注入金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)器件的SOI (絕緣層上半導(dǎo)體)CMOS (互補(bǔ)金 屬_氧化物_半導(dǎo)體)VLSI (超大規(guī)模集成電路)的集成制作方法。
背景技術(shù)：
SOI LDMOS器件由于其較小的體積、重量，很高的工作頻率，較高的工作溫度和較 強(qiáng)的抗輻照能力，較低的成本和較高的可靠性，作為無觸點(diǎn)功率電子開關(guān)、功率驅(qū)動器或者 RF功率放大晶體管在智能電力電子、高溫環(huán)境電力電子、空間電力電子、交通工具電力電子 和通信等技術(shù)領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。SOI CMOS VLSI工藝技術(shù)由于其工藝成熟度高、介質(zhì)隔 離性能好、隔離工藝較簡單、便于三維集成、便于微光機(jī)電和功率與射頻單片系統(tǒng)集成、便 于提高集成密度和集成性能等優(yōu)點(diǎn)，在VLSI制造、SOC(單片集成系統(tǒng))制造、SPIC(智能功 率集成電路)制造和TDIS (三維集成系統(tǒng))制造等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有SOI LDMOS器 件多為橫向溝道器件，通過SOI CM0SVLSI技術(shù)制作，其工藝方法如下1.在某種導(dǎo)電類型硅圓片的一側(cè)表面下一定深度處形成隱埋絕緣層，將該硅圓片 完全隔離為兩個半導(dǎo)體區(qū)，其中，較厚的一側(cè)作為襯底，較薄的一側(cè)作為頂層硅膜用于制作 器件和電路；2.將拋光好的頂層硅膜經(jīng)第一次氧化、第一次氮化、第一次光刻形成隔離區(qū)窗口， 將隔離區(qū)中的硅膜采用LOCOS(硅局部氧化工藝)或者DTI (深槽隔離工藝)去除，形成隔 離絕緣層與隱埋絕緣層結(jié)合為一體的隔離氧化層，將頂層硅膜隔離為若干個硅島；3.然后在硅島上相隔足夠距離刻蝕出相互平行但垂直于隔離絕緣層的窗口，通過 窗口摻入與頂層硅膜導(dǎo)電類型要求相同的雜質(zhì)，獲得一種濃度更高的與頂層硅膜導(dǎo)電類型 相同的半導(dǎo)體區(qū)域作為緩沖區(qū)，并去除頂層硅膜表面絕緣層；4.將頂層硅膜第二次氧化、第三次光刻形成相互平行且垂直于隔離絕緣層的窗 口，其中一半位于緩沖區(qū)內(nèi)，另一半位于緩沖區(qū)之間，在相鄰的兩個窗口之間形成場氧化絕 緣層。進(jìn)而進(jìn)行薄柵氧化形成柵氧化層，淀積多晶硅，第四次光刻形成多晶硅柵極、場板和 互連線；5.第五次光刻形成阱摻雜窗口，然后進(jìn)行阱注入摻雜并高溫退火推進(jìn)形成與頂層 硅膜導(dǎo)電類型相反的具有一定雜質(zhì)濃度分布的阱區(qū)；6.然后進(jìn)行第六次光刻形成阱區(qū)內(nèi)的源極區(qū)摻雜窗口和緩沖區(qū)內(nèi)的漏極區(qū)摻雜 窗口，進(jìn)行摻雜并退火形成與阱區(qū)導(dǎo)電類型相反的重?fù)诫s源極區(qū)和與緩沖區(qū)摻雜類型相同 的重?fù)诫s漏極區(qū)；7.進(jìn)而進(jìn)行第七次光刻形成阱區(qū)歐姆接觸摻雜窗口，并進(jìn)行摻雜和快速退火形成 這阱歐姆接觸重?fù)诫s，導(dǎo)電類型與阱區(qū)的相同；8.再然后進(jìn)行第八次光刻形成電極弓I線接觸孔窗口，接著進(jìn)行金屬薄膜生長或淀 積，并進(jìn)行九次光刻形成金屬電極引線、金屬場板、金屬互連線和壓焊點(diǎn)；
9.最后淀積絕緣鈍化層，刻蝕金屬壓焊點(diǎn)接觸窗口，進(jìn)行引腳壓焊及封裝。該SOI LDMOS器件導(dǎo)通時，其導(dǎo)電溝道位于頂層正表面，且為橫向溝道，柵場板覆 蓋于較厚的場氧化層上，導(dǎo)致通態(tài)電流向漂移區(qū)正表面集中，擴(kuò)展電阻大，漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制 效應(yīng)不均勻，通態(tài)電阻大，通態(tài)壓降高，通態(tài)電流小，而通態(tài)功耗高，器件工作效率低，溫升 快，不利于提高器件和系統(tǒng)可靠性、節(jié)省能源與保護(hù)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種縱向溝道SOI LDMOS的CMOS VLSI 集成制作方法，從而有助于實(shí)現(xiàn)集成縱向溝道SOI LDMOS器件。本發(fā)明方法的具體步驟是1.選取拋光好的SOI圓片作為初始材料，該SOI圓片通過隱埋絕緣層完全隔離為兩個半導(dǎo)體區(qū)，兩個半導(dǎo)體區(qū)中厚的一個為P型作為襯底，薄的一個為N型作為頂層硅膜用 于制作器件和電路；2.將頂層硅膜表面第一次氧化，氧化層厚度為50 lOOnm，在氧化層上表面淀積 氮化硅，氮化硅層厚度為300 500nm，所述的氧化層完全覆蓋頂層硅膜上表面，氮化硅完 全覆蓋氧化層上表面；采用漏極溝槽區(qū)掩膜版掩膜進(jìn)行第一次光刻，將窗口區(qū)中的氮化硅 層和氧化層依次刻除形成漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口，將漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口中裸露的頂層硅膜 采用LOCOS (局部氧化工藝)方法或者淺槽刻蝕(STE)方法刻蝕出漏極溝槽區(qū)，漏極溝槽區(qū) 為頂層硅膜上的矩形槽，然后依次去除漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口外的光刻膠、氮化層和氧化層， 并洗凈烘干；3.將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第二次氧化，氧化層厚度為200 300nm，然后 利用設(shè)計的緩沖區(qū)摻雜掩膜版對裸露的氧化層進(jìn)行第二次光刻，刻除裸露的氧化層，形成 緩沖區(qū)摻雜窗口，在緩沖區(qū)摻雜窗口內(nèi)通過離子注入方法摻入N型雜質(zhì)，緩沖區(qū)摻雜窗口 內(nèi)的摻入N型雜質(zhì)的頂層硅膜作為緩沖區(qū)；將頂層硅膜表面氧化層全部去除，洗凈烘干；4.將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第三次氧化，氧化層厚度為200 300nm，然 后利用設(shè)計的溝槽柵區(qū)掩膜版掩膜，采用深槽刻蝕(DTE)方法依次對裸露的氧化層及氧化 層下方的頂層硅膜進(jìn)行第三次光刻，形成深溝槽，深溝槽的底部為隱埋絕緣層的上表面；然 后采用腐蝕方法去除光刻膠并洗凈烘干；對深溝槽的內(nèi)壁進(jìn)行第四次氧化，氧化層厚度為 50 lOOnm，采用腐蝕方法進(jìn)行第四次刻蝕，去除深溝槽內(nèi)壁表面的氧化層以消除機(jī)械損 傷，清洗烘干；5.對裸露的硅表面進(jìn)行第五次氧化，在深溝槽內(nèi)壁上形成厚度為20 40nm的氧 化層，深溝槽內(nèi)壁上的氧化層作為縱向柵介質(zhì)薄膜，頂層硅膜上表面和漏極溝槽區(qū)側(cè)壁也 被氧化層覆蓋；然后采用化學(xué)氣相淀積(CVD)方法進(jìn)行多晶硅淀積形成縱向多晶硅柵，采 用化學(xué)機(jī)械拋光方法實(shí)現(xiàn)頂層硅膜上表面平坦化，洗凈烘干；6.對頂層硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法進(jìn)行第六次氧化，利用設(shè)計 的多晶硅柵區(qū)和漏極區(qū)摻雜掩膜版進(jìn)行第五次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的氧化層，在 多晶硅柵區(qū)域中開出多晶硅柵摻雜窗口、在漏極溝槽區(qū)域中開出溝槽漏極摻雜窗口，窗口 之間的頂層硅膜上的氧化層作為場氧化層；然后在多晶硅柵摻雜窗口和溝槽漏極摻雜窗口 內(nèi)通過離子注入方法進(jìn)行N型雜質(zhì)重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠并進(jìn)行高溫退火以恢復(fù)晶格完整性、雜質(zhì)再分布和激活雜質(zhì)原子，形成重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階 式漏極區(qū)；然后采用腐蝕方法去除重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階式漏極區(qū)的氧化 層，洗凈烘干；7.采用設(shè)計的P阱摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第六次光刻，采用腐蝕方 法去除裸露的氧化層在緊靠柵介質(zhì)層的頂層硅膜上表面形成P阱摻雜窗口 ；采用離子注入 方法進(jìn)行P阱摻雜形成與頂層硅膜摻雜類型相反且摻雜濃度比頂層硅膜雜質(zhì)濃度高得多 的半導(dǎo)體區(qū)一P阱區(qū)；然后采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈烘干；8.采用設(shè)計的P阱歐姆接觸摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第七次光刻，在 P阱區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層一側(cè)形成P阱歐姆接觸摻雜窗口，然后采用離子注入方法摻入P型 雜質(zhì)形成與P阱摻雜類型相同的重?fù)诫sP阱歐姆接觸區(qū)，采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈烘 干；然后進(jìn)行高溫退火以恢復(fù)P阱區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)的晶格完整性并激活雜質(zhì)原子；9.采用設(shè)計的源區(qū)摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第八次光刻，采用腐蝕方 法去除裸露的氧化層在P阱區(qū)內(nèi)緊靠柵介質(zhì)層一側(cè)形成源區(qū)摻雜窗口，采用離子注入方法 進(jìn)行源區(qū)N型重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠，然后進(jìn)行快速熱退火(RTA)形成N型重?fù)?雜源區(qū)；10.采用設(shè)計的電極引線接觸孔掩膜版對頂層硅膜的上表面和深溝槽內(nèi)壁表面進(jìn) 行第九次光刻，在重?fù)诫s多晶硅柵極區(qū)溝槽內(nèi)壁和上方形成柵極和柵場板電極窗口，在N 型重?fù)诫s源區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)并按照降低表面電場規(guī)則覆蓋緊鄰P阱歐姆接觸區(qū)的場氧 化層上表面形成源極和源場板電極窗口，在臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)溝槽上方并按照降低表面 電場規(guī)則覆蓋緊鄰臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)的場氧化層上表面形成漏極和漏場板電極窗口 ；然 后采用真空鍍膜方法在整個硅片的表面進(jìn)行金屬薄膜淀積，并采用設(shè)計的電極引線、金屬 場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)掩膜版進(jìn)行第十次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的金屬形 成金屬電極引線、金屬場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)；11.在上表面淀積絕緣鈍化層，采用設(shè)計的金屬壓焊點(diǎn)接觸掩膜版進(jìn)行第十一次 光刻，刻除裸露的絕緣鈍化層，去除光刻膠，洗凈烘干，在金屬壓焊點(diǎn)上方刻蝕出金屬壓焊 點(diǎn)窗口，用于進(jìn)行引腳壓焊及封裝。步驟2中的STE和步驟4中的DTE方法為成熟技術(shù)，首先對準(zhǔn)備好的圓片氧化氮 化和光刻形成具有二氧化硅緩沖層的氮化硅掩模圖形，接著進(jìn)行溝槽刻蝕形成具有一定深 度和側(cè)墻傾角的溝槽，再接著進(jìn)行溝槽邊緣頂角鈍化并去除表面損傷，然后進(jìn)行溝槽填充 形成溝槽隔離結(jié)構(gòu)，緊接著在氮?dú)庵懈邷赝嘶?，再然后采用化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行表面平坦化， 之后去除裸露氮化硅及殘余裸露氮化硅，最后依次生長和去除犧牲氧化層。本發(fā)明方法便于采用現(xiàn)有SOI CMOS VLSI工藝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異電學(xué)和熱學(xué)性 能的集成功率與射頻SOI LDMOS器件，在工藝復(fù)雜度與工藝成本稍有增加條件下使集成功 率與射頻SOI LDMOS器件的電學(xué)和熱學(xué)性能得到顯著改善。該集成縱向溝道SOI LDMOS器件可以利用縱向溝槽柵結(jié)構(gòu)將通態(tài)電流經(jīng)縱向溝道 和縱向柵場板引入橫向漂移區(qū)體內(nèi)，并在與溝槽漏極形成的近理想橫向電場作用下將通態(tài) 電流更均勻地擴(kuò)展到漂移區(qū)中，從而能夠獲得更均勻的漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)和更高的載流 子遷移率。其結(jié)果是能夠獲得更低的通態(tài)電阻大、通態(tài)壓降、通態(tài)功耗，更高的通態(tài)電流、工 作效率，更高的工作環(huán)境上限溫度，從而更有利于減小采用該種器件的各種電力電子系統(tǒng)的體積、重量和成本，有利于提高器件、電路和系統(tǒng)的性能和可靠性，有利于節(jié)省資源、能源和保護(hù)環(huán)境。
具體實(shí)施例方式縱向溝道SOI LDMOS器件的SOI CMOS VLSI工藝實(shí)現(xiàn)方法具體包括以下步驟(1)選取拋光好的SOI圓片作為初始材料，所述的SOI為絕緣層上半導(dǎo)體，該SOI 圓片通過隱埋絕緣層完全隔離為兩個半導(dǎo)體區(qū)，兩個半導(dǎo)體區(qū)中厚的一個為P型作為襯 底，薄的一個為N型作為頂層硅膜用于制作器件和電路；(2)將頂層硅膜表面第一次氧化，氧化層厚度為50 lOOnm，在氧化層上表面淀積 氮化硅，氮化硅層厚度為300 500nm，所述的氧化層完全覆蓋頂層硅膜上表面，氮化硅完 全覆蓋氧化層上表面；采用漏極溝槽區(qū)掩膜版掩膜進(jìn)行第一次光刻，將窗口區(qū)中的氮化硅 層和氧化層依次刻除形成漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口，將漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口中裸露的頂層硅膜 采用局部氧化方法或者淺槽刻蝕方法刻蝕出漏極溝槽區(qū)，漏極溝槽區(qū)為頂層硅膜上的矩形 槽，然后依次去除漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口外的光刻膠、氮化層和氧化層，并洗凈烘干；(3)將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第二次氧化，氧化層厚度為200 300nm，然 后利用設(shè)計的緩沖區(qū)摻雜掩膜版對裸露的氧化層進(jìn)行第二次光刻，刻除裸露的氧化層，形 成緩沖區(qū)摻雜窗口，在緩沖區(qū)摻雜窗口內(nèi)通過離子注入方法摻入N型雜質(zhì)，緩沖區(qū)摻雜窗 口內(nèi)的摻入N型雜質(zhì)的頂層硅膜作為緩沖區(qū)；將頂層硅膜表面氧化層全部去除，洗凈烘干；(4)將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第三次氧化，氧化層厚度為200 300nm，然 后利用設(shè)計的溝槽柵區(qū)掩膜版掩膜，采用深槽刻蝕方法依次對裸露的氧化層及氧化層下方 的頂層硅膜進(jìn)行第三次光刻，形成深溝槽，深溝槽的底部為隱埋絕緣層的上表面；然后采用 腐蝕方法去除光刻膠并洗凈烘干；對深溝槽的內(nèi)壁進(jìn)行第四次氧化，氧化層厚度為50 lOOnm，采用腐蝕方法進(jìn)行第四次刻蝕，去除深溝槽內(nèi)壁表面的氧化層以消除機(jī)械損傷，清 洗烘干；(5)對裸露的硅表面進(jìn)行第五次氧化，在深溝槽內(nèi)壁上形成厚度為20 40nm的氧 化層，深溝槽內(nèi)壁上的氧化層作為縱向柵介質(zhì)薄膜，頂層硅膜上表面和漏極溝槽區(qū)側(cè)壁也 被氧化層覆蓋；然后采用化學(xué)氣相淀積方法進(jìn)行多晶硅淀積形成縱向多晶硅柵，采用化學(xué) 機(jī)械拋光方法實(shí)現(xiàn)頂層硅膜上表面平坦化，洗凈烘干；(6)對頂層硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法進(jìn)行第六次氧化，利用設(shè)計 的多晶硅柵區(qū)和漏極區(qū)摻雜掩膜版進(jìn)行第五次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的氧化層，在 多晶硅柵區(qū)域中開出多晶硅柵摻雜窗口、在漏極溝槽區(qū)域中開出溝槽漏極摻雜窗口，窗口 之間的頂層硅膜上的氧化層作為場氧化層；然后在多晶硅柵摻雜窗口和溝槽漏極摻雜窗口 內(nèi)通過離子注入方法進(jìn)行N型雜質(zhì)重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠并進(jìn)行高溫退火以恢 復(fù)晶格完整性、雜質(zhì)再分布和激活雜質(zhì)原子，形成重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階 式漏極區(qū)；然后采用腐蝕方法去除重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階式漏極區(qū)的氧化 層，洗凈烘干；(7)采用設(shè)計的P阱摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第六次光刻，采用腐蝕 方法去除裸露的氧化層在緊靠柵介質(zhì)層的頂層硅膜上表面形成P阱摻雜窗口 ；采用離子注 入方法進(jìn)行P阱摻雜形成與頂層硅膜摻雜類型相反且摻雜濃度比頂層硅膜雜質(zhì)濃度高得多的半導(dǎo)體區(qū)一P阱區(qū)；然后采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈烘干；(8)采用設(shè)計的P阱歐姆接觸摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第七次光刻， 在P阱區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層一側(cè)形成P阱歐姆接觸摻雜窗口，然后采用離子注入方法摻入P 型雜質(zhì)形成與P阱摻雜類型相同的重?fù)诫sP阱歐姆接觸區(qū)，采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈 烘干；然后進(jìn)行高溫退火以恢復(fù)P阱區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)的晶格完整性并激活雜質(zhì)原子；(9)采用設(shè)計的源區(qū)摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第八次光刻，采用腐蝕 方法去除裸露的氧化層在P阱區(qū)內(nèi)緊靠柵介質(zhì)層一側(cè)形成源區(qū)摻雜窗口，采用離子注入方 法進(jìn)行源區(qū)N型重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠，然后進(jìn)行快速熱退火形成N型重?fù)诫s源 區(qū)；(10)采用設(shè)計的電極引線接觸孔掩膜版對頂層硅膜的上表面和深溝槽內(nèi)壁表面 進(jìn)行第九次光刻，在重?fù)诫s多晶硅柵極區(qū)溝槽內(nèi)壁和上方形成柵極和柵場板電極窗口，在N 型重?fù)诫s源區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)并按照降低表面電場規(guī)則覆蓋緊鄰P阱歐姆接觸區(qū)的場氧 化層上表面形成源極和源場板電極窗口，在臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)溝槽上方并按照降低表面 電場規(guī)則覆蓋緊鄰臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)的場氧化層上表面形成漏極和漏場板電極窗口 ；然 后采用真空鍍膜方法在整個硅片的表面進(jìn)行金屬薄膜淀積，并采用設(shè)計的電極引線、金屬 場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)掩膜版進(jìn)行第十次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的金屬形 成金屬電極引線、金屬場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)；(11)在上表面淀積絕緣鈍化層，采用設(shè)計的金屬壓焊點(diǎn)接觸掩膜版進(jìn)行第十一次 光刻，刻除裸露的絕緣鈍化層，去除光刻膠，洗凈烘干，在金屬壓焊點(diǎn)上方刻蝕出金屬壓焊 點(diǎn)窗口，用于進(jìn)行引腳壓焊及封裝。
權(quán)利要求
縱向溝道SOI LDMOS的CMOS VLSI集成制作方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)選取拋光好的SOI圓片作為初始材料，所述的SOI為絕緣層上半導(dǎo)體，該SOI圓片通過隱埋絕緣層完全隔離為兩個半導(dǎo)體區(qū)，兩個半導(dǎo)體區(qū)中厚的一個為P型作為襯底，薄的一個為N型作為頂層硅膜用于制作器件和電路；(2)將頂層硅膜表面第一次氧化，氧化層厚度為50～100nm，在氧化層上表面淀積氮化硅，氮化硅層厚度為300～500nm，所述的氧化層完全覆蓋頂層硅膜上表面，氮化硅完全覆蓋氧化層上表面；采用漏極溝槽區(qū)掩膜版掩膜進(jìn)行第一次光刻，將窗口區(qū)中的氮化硅層和氧化層依次刻除形成漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口，將漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口中裸露的頂層硅膜采用局部氧化方法或者淺槽刻蝕方法刻蝕出漏極溝槽區(qū)，漏極溝槽區(qū)為頂層硅膜上的矩形槽，然后依次去除漏極溝槽區(qū)刻蝕窗口外的光刻膠、氮化層和氧化層，并洗凈烘干；(3)將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第二次氧化，氧化層厚度為200～300nm，然后利用設(shè)計的緩沖區(qū)摻雜掩膜版對裸露的氧化層進(jìn)行第二次光刻，刻除裸露的氧化層，形成緩沖區(qū)摻雜窗口，在緩沖區(qū)摻雜窗口內(nèi)通過離子注入方法摻入N型雜質(zhì)，緩沖區(qū)摻雜窗口內(nèi)的摻入N型雜質(zhì)的頂層硅膜作為緩沖區(qū)；將頂層硅膜表面氧化層全部去除，洗凈烘干；(4)將裸露的頂層硅膜的上表面進(jìn)行第三次氧化，氧化層厚度為200～300nm，然后利用設(shè)計的溝槽柵區(qū)掩膜版掩膜，采用深槽刻蝕方法依次對裸露的氧化層及氧化層下方的頂層硅膜進(jìn)行第三次光刻，形成深溝槽，深溝槽的底部為隱埋絕緣層的上表面；然后采用腐蝕方法去除光刻膠并洗凈烘干；對深溝槽的內(nèi)壁進(jìn)行第四次氧化，氧化層厚度為50～100nm，采用腐蝕方法進(jìn)行第四次刻蝕，去除深溝槽內(nèi)壁表面的氧化層以消除機(jī)械損傷，清洗烘干；(5)對裸露的硅表面進(jìn)行第五次氧化，在深溝槽內(nèi)壁上形成厚度為20～40nm的氧化層，深溝槽內(nèi)壁上的氧化層作為縱向柵介質(zhì)薄膜，頂層硅膜上表面和漏極溝槽區(qū)側(cè)壁也被氧化層覆蓋；然后采用化學(xué)氣相淀積方法進(jìn)行多晶硅淀積形成縱向多晶硅柵，采用化學(xué)機(jī)械拋光方法實(shí)現(xiàn)頂層硅膜上表面平坦化，洗凈烘干；(6)對頂層硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法進(jìn)行第六次氧化，利用設(shè)計的多晶硅柵區(qū)和漏極區(qū)摻雜掩膜版進(jìn)行第五次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的氧化層，在多晶硅柵區(qū)域中開出多晶硅柵摻雜窗口、在漏極溝槽區(qū)域中開出溝槽漏極摻雜窗口，窗口之間的頂層硅膜上的氧化層作為場氧化層；然后在多晶硅柵摻雜窗口和溝槽漏極摻雜窗口內(nèi)通過離子注入方法進(jìn)行N型雜質(zhì)重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠并進(jìn)行高溫退火以恢復(fù)晶格完整性、雜質(zhì)再分布和激活雜質(zhì)原子，形成重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階式漏極區(qū)；然后采用腐蝕方法去除重?fù)诫s的多晶硅柵極區(qū)和重?fù)诫s的臺階式漏極區(qū)的氧化層，洗凈烘干；(7)采用設(shè)計的P阱摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第六次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的氧化層在緊靠柵介質(zhì)層的頂層硅膜上表面形成P阱摻雜窗口；采用離子注入方法進(jìn)行P阱摻雜形成與頂層硅膜摻雜類型相反且摻雜濃度比頂層硅膜雜質(zhì)濃度高得多的半導(dǎo)體區(qū)——P阱區(qū)；然后采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈烘干；(8)采用設(shè)計的P阱歐姆接觸摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第七次光刻，在P阱區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層一側(cè)形成P阱歐姆接觸摻雜窗口，然后采用離子注入方法摻入P型雜質(zhì)形成與P阱摻雜類型相同的重?fù)诫sP阱歐姆接觸區(qū)，采用腐蝕方法去除光刻膠，洗凈烘干；然后進(jìn)行高溫退火以恢復(fù)P阱區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)的晶格完整性并激活雜質(zhì)原子；(9)采用設(shè)計的源區(qū)摻雜掩膜版對頂層硅膜的上表面進(jìn)行第八次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的氧化層在P阱區(qū)內(nèi)緊靠柵介質(zhì)層一側(cè)形成源區(qū)摻雜窗口，采用離子注入方法進(jìn)行源區(qū)N型重?fù)诫s，采用腐蝕方法去除光刻膠，然后進(jìn)行快速熱退火形成N型重?fù)诫s源區(qū)；(10)采用設(shè)計的電極引線接觸孔掩膜版對頂層硅膜的上表面和深溝槽內(nèi)壁表面進(jìn)行第九次光刻，在重?fù)诫s多晶硅柵極區(qū)溝槽內(nèi)壁和上方形成柵極和柵場板電極窗口，在N型重?fù)诫s源區(qū)和P阱歐姆接觸區(qū)并按照降低表面電場規(guī)則覆蓋緊鄰P阱歐姆接觸區(qū)的場氧化層上表面形成源極和源場板電極窗口，在臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)溝槽上方并按照降低表面電場規(guī)則覆蓋緊鄰臺階式重?fù)诫s漏極區(qū)的場氧化層上表面形成漏極和漏場板電極窗口；然后采用真空鍍膜方法在整個硅片的表面進(jìn)行金屬薄膜淀積，并采用設(shè)計的電極引線、金屬場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)掩膜版進(jìn)行第十次光刻，采用腐蝕方法去除裸露的金屬形成金屬電極引線、金屬場板、金屬互連線和金屬壓焊點(diǎn)；(11)在上表面淀積絕緣鈍化層，采用設(shè)計的金屬壓焊點(diǎn)接觸掩膜版進(jìn)行第十一次光刻，刻除裸露的絕緣鈍化層，去除光刻膠，洗凈烘干，在金屬壓焊點(diǎn)上方刻蝕出金屬壓焊點(diǎn)窗口，用于進(jìn)行引腳壓焊及封裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及縱向溝道SOI LDMOS的CMOS VLSI集成制作方法。現(xiàn)有方法制作的SOI LDMOS器件沒有縱向溝道結(jié)構(gòu)及與之對應(yīng)的優(yōu)異性能。本發(fā)明通過采用溝槽刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)縱向柵和柵場板結(jié)構(gòu)、臺階式溝槽漏極結(jié)構(gòu)，阱摻雜調(diào)整為逆向摻雜分布的離子注入阱和阱歐姆接觸摻雜工藝，在源區(qū)摻雜的同時進(jìn)行柵極和漏極摻雜的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明采用現(xiàn)有SOI CMOS VLSI工藝技術(shù)，在稍微增加工藝復(fù)雜度與工藝成本條件下使集成功率與射頻SOILDMOS器件的電學(xué)與熱學(xué)性能得到顯著改善。
文檔編號H01L21/8234GK101819948SQ201010136068
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者孫玲玲, 張亮, 張帆, 張海鵬, 李文鈞, 蘇步春 申請人:杭州電子科技大學(xué)