本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橫向雙擴散晶體管及其漂移區(qū)的制造方法。

背景技術(shù)：

橫向雙擴散晶體管(LDMOS)是一種短溝道的橫向?qū)щ姷腗OSFET，通過兩次擴散制作而成的器件。隨著橫向雙擴散晶體管(LDMOS)在集成電路中的廣泛應(yīng)用，對于LDMOS的性能要求也越來越高。為了獲得較高的關(guān)斷擊穿電壓(off-BV)和較低的導(dǎo)通阻抗(Rdson)，經(jīng)常會將漂移區(qū)(drift)做成線性梯度摻雜。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的NLDMOS，其線性梯度漂移區(qū)是通過Ndrift1和Ndrift2兩次光刻和注入實現(xiàn)。以上現(xiàn)有技術(shù)的工藝步驟如圖2、3和4所示，先在硅表面淀積一層氧化層，然后分別通過Ndrift1和Ndrift2兩次光刻和兩次注入形成。

在上述現(xiàn)有技術(shù)當中，由于漂移區(qū)的線性摻雜一般是通過兩次，甚至多次光刻和注入實現(xiàn)的，因此增加了工藝流程，極大地增加了工藝成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了提供一種滿足較高關(guān)斷擊穿電壓和較低導(dǎo)通阻抗，且工藝流程少的橫向雙擴散晶體管及其漂移區(qū)的制造方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝成本高的問題，以降低工藝成本，本發(fā)明中提供了一種橫向雙擴散晶體管漂移區(qū)的制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的橫向雙擴散晶體管漂移區(qū)的制造方法，包括以下步驟：

在襯底表面依次至少淀積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，形成掩膜層；

通過涂覆膠層曝光打開漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)的注入，形成第一摻雜區(qū)；

利用涂覆在最后介質(zhì)層上的膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；

去除膠層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)的注入，形成第二摻雜區(qū)；

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相同，二者共同組成線性梯度摻雜的漂移區(qū)。

可選地，所述的第一介質(zhì)層為氧化層，所述第二介質(zhì)層為氮化硅層。

可選地，所述的第一介質(zhì)層的厚度為50～1000埃，所述的第二介質(zhì)層的厚度為50～3000埃。

本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的橫向雙擴散晶體管的制造方法，包括以下步驟：

在襯底表面依次至少淀積第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層，形成掩膜層；

通過涂覆膠層曝光打開漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)的注入，形成第一摻雜區(qū)；

去掉膠層，并進行第一次退火；利用第三介質(zhì)層的阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；

去除第三介質(zhì)層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)的注入，形成第二摻雜區(qū)；

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相同，二者共同組成線性梯度摻雜的漂移區(qū)。

可選地，所述的第一介質(zhì)層為氧化層，所述第二介質(zhì)層為氮化硅層，所述的第三介質(zhì)層也為氧化層。

可選地，所述的第一介質(zhì)層的厚度為50～1000埃，所述的第二介質(zhì)層的厚度為50～3000埃，所述的第三介質(zhì)層的厚度為50～3000埃。

本發(fā)明的又一技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的橫向雙擴散晶體管的制造方法，包括以下步驟：

在襯底表面依次至少淀積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，形成掩膜層；

通過涂覆膠層曝光打開漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)的注入，形成第一摻雜區(qū)；

利用涂覆在最后介質(zhì)層上的膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；

去除膠層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)的注入，形成第二摻雜區(qū)；

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相反，第一摻雜區(qū)與襯底層的摻雜類型相同。

可選地，所述橫向雙擴散晶體管的漏端引出處設(shè)置有與第二摻雜類型相同的阱，并將第一摻雜區(qū)切斷為左右兩部分，以實現(xiàn)對第二摻雜區(qū)的引出；第一摻雜區(qū)和襯底對第二摻雜區(qū)的共同耗盡作用，使第二摻雜區(qū)濃度更高，以獲得高關(guān)斷擊穿電壓和低導(dǎo)通阻抗。

本發(fā)明的又一技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的橫向雙擴散晶體管的制造方法，包括以下步驟：

在襯底表面依次至少淀積第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層，形成掩膜層；

通過涂覆膠層曝光打開漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)的注入，形成第一摻雜區(qū)；

去掉膠層，并進行第一次退火；利用第三介質(zhì)層的阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；

去除第三介質(zhì)層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)的注入，形成第二摻雜區(qū)；

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相反，第一摻雜區(qū)與襯底摻雜類型相同。

可選地，所述橫向雙擴散晶體管的漏端引出處設(shè)置有與第二摻雜類型相同的阱，并將第一摻雜區(qū)切斷為左右兩部分，以實現(xiàn)對第二摻雜區(qū)的引出；第一摻雜區(qū)和襯底對第二摻雜區(qū)的共同耗盡作用，使第二摻雜區(qū)濃度更高，以獲得高關(guān)斷擊穿電壓和低導(dǎo)通阻抗。

本發(fā)明的又一技術(shù)解決方案是，提供一種橫向雙擴散晶體管，其漂移區(qū)由以上任意一種制造方法制造而成。

采用本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明中，利用了膠層和掩膜層的設(shè)計，利用涂覆在最后介質(zhì)層上的膠層作為阻擋，先對第二介質(zhì)層，或第二和第三介質(zhì)層，進行各向異性刻蝕，打開漂移區(qū)的中間區(qū)域，進行第一次漂移區(qū)注入，再利用膠層或第三介質(zhì)層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕，去除膠層或膠層和第三介質(zhì)層，利用第二介質(zhì)層作為阻擋，進行第二次漂移區(qū)注入。在兩次漂移區(qū)注入之間，僅需要進行一次光刻，形成了線性梯度漂移區(qū)。本發(fā)明減少了工藝流程和制作成本，并能夠滿足較高關(guān)斷擊穿電壓和較低導(dǎo)通阻抗。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的N型橫向雙擴散晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中在襯底上敷設(shè)氧化層的示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中第一次光刻和注入的示意圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中第二次光刻和注入的示意圖；

圖5為本發(fā)明N型橫向雙擴散晶體管實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例一在襯底上敷設(shè)掩膜層的示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例一第一次注入的示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例一各向同性刻蝕的示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例一第二次注入的示意圖。

圖10為本發(fā)明N型橫向雙擴散晶體管實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例二第一次注入的示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例二各向同性刻蝕的示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例二第二次注入的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需說明的是，附圖均采用較為簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

參考圖5所示，示意了本發(fā)明N型橫向雙擴散晶體管實施例一的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過一次光刻和兩次注入即可形成如圖所示的線性梯度漂移區(qū)，主要利用掩膜層和步驟順序的設(shè)計，并根據(jù)是否需要退火過程，分兩個實施例實施。

在不需要退火過程的場合，將膠層作為阻擋層予以利用，可以減少掩膜層的層數(shù)，并采用如下步驟實現(xiàn)：

在襯底P-sub(襯底為P型)表面依次至少淀積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，形成掩膜層；為了描述方便，僅以兩層為例進行描述，第一介質(zhì)層為氧化層，第二介質(zhì)層為氮化硅層。同時，由于是至少兩層設(shè)計，從方案實現(xiàn)來看，可以在第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層之間再設(shè)置其他介質(zhì)層，或者在第一介質(zhì)層的下方或第二介質(zhì)層的上方設(shè)置其他介質(zhì)層。

通過涂覆膠層曝光打開N型漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)的注入，形成第一摻雜區(qū)；根據(jù)器件的特性，本實施例中優(yōu)選第一摻雜區(qū)的深度比第二摻雜區(qū)深。

利用涂覆在最后介質(zhì)層上的膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；在第二介質(zhì)層位于最后一層的情況，則最后介質(zhì)層為第二介質(zhì)層。

去除膠層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)的注入，形成第二摻雜區(qū)；第二摻雜區(qū)的深度較第一摻雜區(qū)淺，并位于第一摻雜區(qū)的周圍。

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相同，若為N型LDMOS，二者共同組成線性梯度摻雜的N型漂移區(qū)。同理，P型LDMOS則由二者組成線性梯度摻雜的P型漂移區(qū)。

所述的第一介質(zhì)層的厚度為50～1000埃，所述的第二介質(zhì)層的厚度為50～3000埃。埃單位的全稱為埃格斯特朗，1埃(A)等0.1納米。

在需要退火過程的場合，退火之前需要先去掉膠層，故采用至少三層介質(zhì)層的掩膜層，其具體實現(xiàn)原理與上述方法一致，但實施的具體過程略有不同。本發(fā)明將在以下附圖中，詳細描述該場合下的LDMOS的制造方法，同樣地以N型為例。

參考圖6所示，示意了本發(fā)明實施例一在襯底上敷設(shè)掩膜層的狀態(tài)。所述的掩膜層包括三層結(jié)構(gòu)，第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層。如圖所示，第一介質(zhì)層為位于襯底P-sub表面的氧化層oxide，第二介質(zhì)層Nitride為氮化硅層，位于第一介質(zhì)層oxide的上面，第三介質(zhì)層也為氧化層oxide位于第二介質(zhì)層Nitride的上面。所述的第一介質(zhì)層的厚度為50～1000埃，所述的第二介質(zhì)層的厚度為50～3000埃，所述的第三介質(zhì)層的厚度為50～3000埃。

除了如圖6的掩膜層結(jié)構(gòu)，還可以對各層進行替換，在各層之間還可以設(shè)置其他介質(zhì)層。

參考圖7所示，示意了本發(fā)明實施例一第一次注入時的狀態(tài)。在第三介質(zhì)層oxide上設(shè)置曝光膠層Photoresist，打開N型漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)Ndrift的注入，形成第一摻雜區(qū)。

參考圖8所示，示意了本發(fā)明實施例一各向同性刻蝕的狀態(tài)。在完成如圖7所示的第一次注入后，然后去掉膠層，并進行第一次退火。利用作為第三介質(zhì)層的氧化層阻擋，對作為第二介質(zhì)層的氮化硅層進行各向同性刻蝕。以形成供第二次注入的區(qū)域，便于下一步的第二次漂移區(qū)Ndrift注入。

參考圖9所示，示意了本發(fā)明實施例一第二次注入的狀態(tài)。在完成如圖8所示的對第二介質(zhì)層的各向同性刻蝕后，去除第三介質(zhì)層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，并進行第二次漂移區(qū)Ndrift注入，形成第二摻雜區(qū)。第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相同，所述的第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)共同組成線性梯度摻雜的N型漂移區(qū)。同理，P型LDMOS則由二者組成線性梯度摻雜的P型漂移區(qū)。

參考圖10所示，示意了本發(fā)明N型橫向雙擴散晶體管實施例二的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過一次光刻和兩次注入即可形成如圖所示的漂移區(qū)，主要利用掩膜層和步驟順序的設(shè)計，并根據(jù)是否需要退火過程，分兩個實施例實施。

在不需要退火過程的場合，將膠層作為阻擋層予以利用，可以減少掩膜層的層數(shù)，并采用如下步驟實現(xiàn)：

在襯底P-sub(襯底為P型)表面依次至少淀積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，形成掩膜層；為了描述方便，僅以兩層為例進行描述，第一介質(zhì)層為氧化層，第二介質(zhì)層為氮化硅層。同時，由于是至少兩層設(shè)計，從方案實現(xiàn)來看，可以在第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層之間再設(shè)置其他介質(zhì)層，或者在第一介質(zhì)層的下方或第二介質(zhì)層的上方設(shè)置其他介質(zhì)層。

通過涂覆膠層曝光打開N型漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)P-top的注入，形成第一摻雜區(qū)；在本實施例中，與實施例一不同的是，第一摻雜區(qū)的深度比第二摻雜區(qū)淺。

利用涂覆在最后介質(zhì)層上的膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層進行各向同性刻蝕；

去除膠層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，再進行第二次漂移區(qū)N-drfit的注入，形成第二摻雜區(qū)；在本實施例中，與實施例一不同的是，第二摻雜區(qū)的深度比第一摻雜區(qū)深，并將第一摻雜區(qū)與襯底隔離開，第二摻雜區(qū)的范圍大于第一摻雜區(qū)。

其中，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相反，第一摻雜區(qū)與襯底層的摻雜類型相同。圖中的襯底為P型，第一摻雜區(qū)為P型，第二摻雜區(qū)為N型。所述橫向雙擴散晶體管的漏端引出處設(shè)置有與第二摻雜類型相同的N阱nwell，并將第一摻雜區(qū)切斷為左右兩部分，以實現(xiàn)對第二摻雜區(qū)的引出；第一摻雜區(qū)和襯底對第二摻雜區(qū)的共同耗盡作用，使第二摻雜區(qū)濃度更高，以獲得高關(guān)斷擊穿電壓和低導(dǎo)通阻抗。同理，在P型LDMOS的場合，襯底則為N型，所以第一摻雜區(qū)為N型，第二摻雜區(qū)為P型。

在需要退火過程的場合，退火之前需要先去掉膠層，故采用至少三層介質(zhì)層的掩膜層，其具體實現(xiàn)原理與上述方法一致，但實施的具體過程略有不同。本發(fā)明將在以下附圖中，詳細描述該場合下的LDMOS的制造方法，同樣地以N型為例。

參考圖11所示，示意了本發(fā)明實施例二第一注入時的狀態(tài)。因在襯底上敷設(shè)掩膜層的狀態(tài)與圖6相同，故該部分內(nèi)容可參考圖6所示，不再另行附圖。在完成三層結(jié)構(gòu)的掩膜層敷設(shè)后，通過涂覆膠層曝光打開N型漂移區(qū)的中間位置，利用膠層作為阻擋，對第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層進行各向異性刻蝕，并進行第一次漂移區(qū)P-top的注入，形成第一摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)的類型為P型，與襯底的類型相同。

參考圖12所示，示意了本發(fā)明實施例二各向同性刻蝕的狀態(tài)。在完成如圖11所示的第一次注入后，然后去掉膠層，并進行第一次退火。利用作為第三介質(zhì)層的氧化層阻擋，對作為第二介質(zhì)層的氮化硅層進行各向同性刻蝕。以形成供第二次注入的區(qū)域，便于下一步的第二次漂移區(qū)Ndrift注入。

參考圖13所示，示意了本發(fā)明實施例二第二次注入的狀態(tài)。在完成如圖12所示的對第二介質(zhì)層的各向同性刻蝕后，去除第三介質(zhì)層，利用第二介質(zhì)層進行阻擋，并進行第二次漂移區(qū)Ndrift注入，形成第二摻雜區(qū)，第二摻雜區(qū)為N型。即所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的類型相反，第一摻雜區(qū)與襯底摻雜類型相同。

圖中的襯底為P型，第一摻雜區(qū)為P型，第二摻雜區(qū)為N型。所述橫向雙擴散晶體管的漏端引出處設(shè)置有與第二摻雜類型相同的N阱nwell，并將第一摻雜區(qū)切斷為左右兩部分，以實現(xiàn)對第二摻雜區(qū)的引出；第一摻雜區(qū)和襯底對第二摻雜區(qū)的共同耗盡作用，使第二摻雜區(qū)濃度更高，以獲得高關(guān)斷擊穿電壓和低導(dǎo)通阻抗。同理，在P型LDMOS的場合，襯底則為N型，所以第一摻雜區(qū)為N型，第二摻雜區(qū)為P型，所述橫向雙擴散晶體管的漏端引出處設(shè)置有與第二摻雜類型相同的P阱pwell。

本發(fā)明當中，所述的漂移區(qū)有場氧(locos)、小場氧(mini-locos)或淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)。

除此之外，雖然以上將實施例分開說明和闡述，但涉及部分共通之技術(shù)，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來，可以在實施例之間進行替換和整合，涉及其中一個實施例未明確記載的內(nèi)容，則可參考有記載的另一個實施例。

以上所述的實施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。