漂移區的形成方法
2023-10-28 20:52:22 1
專利名稱：漂移區的形成方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造領域，尤其涉及一種漂移區的形成方法。
背景技術：
目前，一般非對稱型MOS管，其源極不可耐高壓，只有漏極可耐高壓，而另一種對稱型MOS管，其源極和漏極均能承受高壓。因此，高壓集成電路中多數採用對稱型MOS器件。傳統的高壓對稱型MOS管的形成方法包括首先，提供半導體襯底10，在所述半導體襯底10上柵極介質層20 ;在所述柵極介質層20上形成柵極30，如圖I所示；其中，所述柵極介質層20的厚度通常大於400埃。
接著，塗覆第一光刻膠層41，所述第一光刻膠層41覆蓋所述半導體襯底10以及所述柵極30 ;隨後對所述第一光刻膠層41進行曝光、顯影，暴露出所述柵極30兩側的所述柵極介質層20，如圖2所示；接著，以所述第一光刻膠層41作為掩膜，對暴露的柵極介質層20進行刻蝕，保留一部分的柵極介質層20』 ；去除所述第一光刻膠層41，暴露出所述柵極30，如圖3所示；接下來，塗覆第二光刻膠層42，並對所述第二光刻膠層42進行曝光、顯影，暴露出所述柵極30兩側的柵極介質層20』 ；對剩餘的柵極介質層20』及所述半導體襯底10進行離子注入，形成P型漂移區(或N型漂移區)70，並去除所述第二光刻膠層42，如圖4以及圖5所示。通常，由於在製備高電壓器件時，所述柵極介質層20的厚度超過400埃，當離子注入所述柵極介質層20以及所述半導體襯底10形成P型漂移區70 (或N型漂移區70)時，柵極介質層20過厚會對離子進行一定的阻擋，會導致形成的P型漂移區70 (或N型漂移區70)過淺，甚至失敗。所以需要先刻蝕去除一部分所述柵極30兩側的柵極介質層20，使離子更加容易注入至所述柵極30兩側的所述半導體襯底10形成P型漂移區70 (或N型漂移區 70)。然而現有工藝中，先進行塗覆第一光刻膠層，對第一光刻膠層進行曝光、顯影處理之後，第一光刻膠層只覆蓋柵極，藉助第一光刻膠層作為掩膜，再對所述柵極介質層進行刻蝕；一方面由於所述第一光刻膠層受到一定的損傷，另一方面後續進行離子注入需要重新製作光刻膠層作為掩膜只暴露出柵極兩側源漏極區域的半導體襯底，從而才可以進行離子注入，因而需要去除所述第一光刻膠層，再塗覆第二光刻膠層，對第二光刻膠層進行曝光、顯影處理之後，再進行離子注入形成P型漂移區70 (或N型漂移區70)。其中，第一光刻膠層用於作為刻蝕柵極介質層的刻蝕掩膜層，第二光刻膠層用於作為離子注入的掩膜層，導致現有技術的工藝繁瑣，並且浪費耗材，增加成本。
發明內容
本發明的目的在於提出一種漂移區的形成方法，減少工藝步驟，降低生產成本。為了實現上述目的，本發明提出一種漂移區的形成方法，包括
提供半導體襯底；在所述半導體襯底的表面形成柵極介質層；在所述柵極介質層的表面形成柵極；塗覆光刻膠層，所述光刻膠層覆蓋所述半導體襯底以及所述柵極；對所述光刻膠層進行曝光、顯影，暴露出所述柵極兩側的柵極介質層；以所述光刻膠層作為掩膜，刻蝕去除一部分的柵極介質層；以所述光刻膠層作為阻擋，對剩餘的柵極介質層及所述半導體襯底進行離子注入，形成漂移區。
進一步的，所述半導體襯底為N阱或P阱襯底。進一步的，所述柵極介質層的材質為二氧化矽。 進一步的，所述柵極介質層採用化學氣相沉積工藝形成。進一步的，所述柵極介質層的厚度大於400埃。進一步的，剩餘的柵極介質層的厚度為80 120埃。進一步的，所述光刻膠層厚度大於20000埃。進一步的，所述漂移區為對稱漂移區。進一步的，所述漂移區為P型漂移區或者N型漂移區。與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現於在半導體襯底上形成柵極，再塗覆光刻膠層，對所述光刻膠層進行顯影、曝光處理後，先對柵極兩側暴露出的柵極介質層進行刻蝕，保留一部分柵極介質層，再直接對剩餘的柵極介質層以及其下的半導體襯底進行離子注入形成漂移區，從而簡化了工藝步驟，降低了生產成本。
圖I至圖5為現有技術中一漂移區形成方法的結構示意圖；圖6為本發明一實施例中漂移區的形成方法的流程圖；圖7至圖11為本發明一實施例中漂移區形成方法的結構示意圖。
具體實施例方式為了便於理解，下面將結合具體實施例與圖6-11對本發明進行詳細的描述。請參考圖6，本發明提出一種漂移區的形成方法，包括步驟SI :提供半導體襯底100 ;所述半導體襯底100中形成有N阱或P阱(未圖示)，在本實施例中，選擇形成有N阱的半導體襯底100。步驟S2 :在所述半導體襯底100的表面形成柵極介質層，所述柵極介質層的厚度大於400埃；在本實施例中，所述半導體襯底100上製作第一器件區、第二器件區以及第三器件區，所述第一器件區用於形成高電壓器件，例如是30V高壓器件；所述第二器件區用於形成中電壓器件區；所述第三器件區用於形成低電壓器件區；當需要形成高電壓器件時，為了提高器件能承受的電壓，則需要形成較厚的柵極介質層，當需要形成低電壓電器時，只需要形成較薄的柵極介質層；形成此三類器件區的步驟具體包括首先，僅在第一器件區上形成第一柵極介質層(高電壓介質層)210 ;其次，僅在第一器件區和第二器件區上形成第二柵極介質層(中電壓介質層)220 ;接著，僅在第一器件區、第二器件區以及第三器件區上形成第三柵極介質層(低電壓介質層)230 ；由於本實施例僅涉及第一器件區(高電壓器件區)，因此其他兩種器件區的形成工藝在此不再贅述，附圖僅示出了第一器件區。具體的，如圖7所示，本實施例中第一器件區的柵極介質層包括第一柵極介質層
210、第二柵極介質層220以及第三柵極介質層230 ;所述第一柵極介質層210、所述第二柵極介質層220以及所述第三柵極介質層230材質均為二氧化矽；所述第一柵極介質層210、所述第二柵極介質層220以及所述第三柵極介質層230均採用化學氣相沉積工藝形成；所述第一柵極介質層210的厚度為400 500埃，例如是480埃；所述第二柵極介質層220的厚度為90 120埃，例如是110埃；所述第三柵極介質層230的厚度為30 50埃，例如是40埃。步驟S3 :在所述第三柵極介質層230的表面形成柵極300 ;其中，如圖7所示，先在所述第三柵極介質層230的表面形成一層多晶矽層，然後對所述多晶矽層進行刻蝕形成所述柵極300，此工藝為本領域常用的技術手段，在此不再贅述。步驟S4 :塗覆光刻膠層400，所述光刻膠層400覆蓋所述半導體襯底100以及所述·柵極300 ;其中，所述光刻膠層厚度大於20000埃，為後續刻蝕和離子注入做掩膜和阻擋。步驟S5 :對所述光刻膠層400進行曝光、顯影，暴露出所述柵極300兩側的第三柵極介質層230 ;其中，曝光和顯影均為本領域技術人員慣用的技術手段，在此不再贅述。一般來說，在所述光刻膠層400被曝光顯影處理之後，所述光刻膠層400隻暴露出所述柵極300兩側的半導體襯底100，以便於後續工藝進行處理，如圖8所示。步驟S6 :以所述光刻膠層400作為掩膜，對暴露的第三柵極介質層230、第二柵極介質層220以及第一柵極介質層210進行刻蝕，保留一部分的第一柵極介質層210』，如圖9所示；正如背景技術中提及的，由於所述第一柵極介質層210、第二柵極介質層220以及第三柵極介質層230的厚度之和通常超過400埃，當使用離子直接穿過第一柵極介質層210、第二柵極介質層220以及第三柵極介質層230對所述柵極400兩側的所述半導體襯底100進行注入時會導致形成的P型漂移區500 (或N型漂移區500)過淺，甚至失敗。所以需要刻蝕去除柵極400兩側的第三柵極介質層230、第二柵極介質層220以及一部分的第一柵極介質層210，使離子更加容易注入至所述柵極400兩側的所述半導體襯底100形成P型漂移區500 (或N型漂移區500);其中，為方便描述，將剩餘的第一柵極介質層記為210』，所述剩餘的第一柵極介質層210』的厚度為80 120埃，例如是100埃。步驟S7 :以所述光刻膠層400作為阻擋，直接對所述剩餘的第一柵極介質層210』及所述半導體襯底100進行離子注入，形成漂移區500，如圖10及圖11所示；其中，所述漂移區500為對稱型漂移區，例如同為P型漂移區或同為N型漂移區，本實施例中應形成P型漂移區。在本實施例中，由於所述光刻膠層400厚度較厚，在對所述第一柵極介質層210、所述第二柵極介質層220以及所述第三柵極介質層230進行刻蝕之後，仍然保留有足夠的光刻膠層400可以為離子注入作為阻擋，因此不再去除所述光刻膠層400，而是再次以所述光刻膠層400作為阻擋，對所述剩餘的第一柵極介質層210』及所述半導體襯底100進行離子注入，形成漂移區500 ;這樣就可以減少工藝步驟，達到降低成本的目的。以上僅為本發明的優選實施例而已，並不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的範圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍 屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種漂移區的形成方法，包括 提供半導體襯底； 在所述半導體襯底的表面形成柵極介質層； 在所述柵極介質層的表面形成柵極； 塗覆光刻膠層，所述光刻膠層覆蓋所述半導體襯底以及所述柵極； 對所述光刻膠層進行曝光、顯影，暴露出所述柵極兩側的柵極介質層； 以所述光刻膠層作為掩膜，刻蝕去除一部分的柵極介質層； 以所述光刻膠層作為阻擋，對剩餘的柵極介質層及所述半導體襯底進行離子注入，形成漂移區。
2.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述半導體襯底為N阱或P阱襯底。
3.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述柵極介質層的材質為二氧化矽。
4.如權利要求3所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述柵極介質層採用化學氣相沉積工藝形成。
5.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述柵極介質層的厚度大於400 埃。
6.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，剩餘的柵極介質層的厚度為80 120埃。
7.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述光刻膠層的厚度大於20000 埃。
8.如權利要求I所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述漂移區為對稱漂移區。
9.如權利要求8所述的漂移區的形成方法，其特徵在於，所述漂移區為P型漂移區或者N型漂移區。
全文摘要
本發明提出一種漂移區的形成方法，在半導體襯底上形成柵極，再塗覆光刻膠層，對所述光刻膠層進行顯影、曝光處理後，先對柵極兩側暴露出的柵極介質層進行刻蝕，保留一部分柵極介質層，再直接對剩餘的柵極介質層以及其下的半導體襯底進行離子注入形成漂移區，從而簡化了工藝步驟，降低了生產成本。
文檔編號H01L21/336GK102945809SQ201210507599
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者令海陽, 黃慶豐 申請人:上海宏力半導體製造有限公司