基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法技術

本發明專利技術提供一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法，包括步驟：提供P型硅襯底，其上制作LOCOS，其劃分為低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域；在LDNMOS區域注入磷并擴散，形成高壓N阱；在CMOS區域進行雙阱工藝，形成低壓N阱及低壓P阱；在LDNMOS區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層；依次形成多晶硅層和氮化硅層，依次刻蝕分別形成柵極和阻擋層；涂布光刻膠，經曝光和顯影后露出LDNMOS的P型體區的注入位置；以光刻膠和阻擋層為掩模，分別以大于30°和小于7°的角度兩次注入P型離子，形成LDNMOS的溝道；以柵極為對準標的，形成PMOS和NMOS的源區和漏區，以及LDNMOS的源區、漏區和P型體區接觸端。本發明專利技術在柵極形成后采用大角度注入工藝形成溝道，無需長時間高溫熱過程，工藝互相兼容。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體制造
，具體來說，本專利技術涉及一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS (Lateral Double Diffused NM0S，簡稱LDNM0S)的制作方法。
技術介紹
高壓MOSFET驅動器件及其模塊(12V 30V LDNMOS、DDDMOS、DECMOS等)廣泛應用于LED背光驅動、馬達驅動以及芯片控制等領域，是近年來的熱門研究領域。其中，橫向擴散結構的功率器件(Lateral Diffused MOSFET，簡稱LDM0S)是其中最流行的器件之一。傳統的高橫向雙擴散NMOS (LDNMOQ是利用硼(P)與砷(As)離子同時注入，且在高溫長時間熱過程中硼比砷的擴散速度快的原理，形成固定長度的自對準P型溝道。該橫向擴散結構的功率器件與傳統的高壓MOSFET器件例如DECMOS相比，雖然能獲較短的自對準溝道尺寸來降低光刻對準水平的要求，并且由于溝道具有較高的濃度梯度， 防止了穿通的發生，提高驅動能力，但是傳統LDNMOS的最大缺點在于其制造工藝難以與控制電路CMOS的制造工藝相整合。另外，隨著CMOS集成電路制造工藝的快速發展，形成高壓LDMOS器件溝道所必需的長時間高溫熱過程(Thermal Budget)對于高壓LDMOS器件與低壓CMOS器件的兼容性的影響將會顯得尤為突出，而現有的技術還無法很好地將兩者的工藝兼容起來。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散 NMOS的制作方法，形成溝道時不需要增加長時間的高溫熱過程，不影響低壓CMOS器件，使兩者的工藝互相兼容。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散 NMOS的制作方法，包括步驟提供P型硅襯底，在其上制作局部氧化隔離，所述P型硅襯底被劃分為低壓CMOS 區域和高壓LDNMOS區域，所述低壓CMOS區域還被劃分為PMOS區域和NMOS區域；在所述高壓LDNMOS區域注入N型雜質并作擴散，形成所述LDNMOS的高壓N阱；在所述低壓CMOS區域進行CMOS雙阱工藝，在所述PMOS區域形成低壓N阱以及在所述NMOS區域形成低壓P阱；在所述高壓LDNMOS區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層，在所述低壓CMOS區域也同步形成柵氧層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域依次形成多晶硅層和氮化硅層，然后依次刻蝕所述多晶硅層和氮化硅層，分別形成柵極和柵極阻擋層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域涂布光刻膠，經過曝光和顯影后露出所述LDNMOS柵極側的P型體區的注入位置；以所述光刻膠和柵極阻擋層為掩模，分別以大于30°的大角度和小于V的小角度兩次注入P型雜質，形成所述LDNMOS的溝道；以所述柵極為對準標的進行離子注入，形成所述PMOS和NMOS的源區和漏區，以及形成所述LDNMOS的源區、漏區和P型體區接觸端。可選地，所述厚柵氧層的厚度為300埃，所述薄柵氧層的厚度為100埃。可選地，所述N型雜質為磷，所述P型雜質為硼。可選地，所述制作方法還包括在形成源區、漏區和/或P型體區接觸端之后進行快速熱退火。本專利技術還提供一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法，包括步驟提供P型硅襯底，其被劃分為低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域，所述低壓CMOS 區域還被劃分為PMOS區域和匪OS區域；在所述高壓LDNMOS區域注入N型雜質并作擴散，形成所述LDNMOS的高壓N阱；在所述低壓CMOS區域進行CMOS雙阱工藝，在所述PMOS區域形成低壓N阱以及在所述NMOS區域形成低壓P阱；在所述P型硅襯底上制作局部氧化隔離，將所述PMOS區域、NMOS區域和LDNMOS區域彼此絕緣間隔開；在所述高壓LDNMOS區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層，在所述低壓CMOS區域也同步形成柵氧層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域依次形成多晶硅層和氮化硅層，然后依次刻蝕所述多晶硅層和氮化硅層，分別形成柵極和柵極阻擋層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域涂布光刻膠，經過曝光和顯影后露出所述LDNMOS柵極側的P型體區的注入位置；以所述光刻膠和柵極阻擋層為掩模，分別以大于30°的大角度和小于7°的小角度兩次注入P型雜質，形成所述LDNMOS的溝道；以所述柵極為對準標的進行離子注入，形成所述PMOS和NMOS的源區和漏區，以及形成所述LDNMOS的源區、漏區和P型體區接觸端。可選地，所述厚柵氧層的厚度為300埃，所述薄柵氧層的厚度為100埃。可選地，所述N型雜質為磷，所述P型雜質為硼。可選地，所述制作方法還包括在形成源區、漏區和/或P型體區接觸端之后進行快速熱退火。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點本專利技術在LDNMOS的柵極形成后，采用大角度自對準的P型體區注入工藝形成溝道，不需要長時間的高溫熱過程，不影響低壓CMOS器件，兩者的工藝互相兼容。另外，本專利技術通過對P型體區注入角度的調節可以獲取不同的溝道長度，工藝簡單且可獲得理想的大驅動電流。該方法使得單位面積能夠實現較短的溝道長度，從而獲得更佳的電流驅動以及導通能力。附圖說明本專利技術的上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中圖1為本專利技術一個實施例的基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法的流程示意圖；圖2為本專利技術另一個實施例的基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法的流程示意圖；圖3至圖8為本專利技術一個實施例的基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作過程的剖面結構示意圖。具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖對本專利技術作進一步說明，但不應以此限制本專利技術的保護范圍。圖1為本專利技術一個實施例的基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法的流程示意圖。如圖所示，該高壓橫向雙擴散NMOS(LDNMC^)的制作方法可以包括執行步驟S101，提供P型硅襯底，在其上制作局部氧化隔離，P型硅襯底被劃分為低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域，低壓CMOS區域還被劃分為PMOS區域和NMOS區域；執行步驟S102，在高壓LDNMOS區域注入N型雜質并作擴散，形成LDNMOS的高壓N 阱；執行步驟S103，在低壓CMOS區域進行CMOS雙阱工藝，在PMOS區域形成低壓N阱以及在NMOS區域形成低壓P阱；執行步驟S104，在高壓LDNMOS區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層，在低壓CMOS區域也同步形成柵氧層；執行步驟S105，在低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域依次形成多晶硅層和氮化硅層，然后依次刻蝕多晶硅層和氮化硅層，分別形成柵極和柵極阻擋層；執行步驟S106，在低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域涂布光刻膠，經過曝光和顯影后露出LDNMOS柵極側的P型體區的注入位置；執行步驟S107，以光刻膠和柵極阻擋層為掩模，分別以大于30°的大角度和小于 V的小角度兩次注入P型雜質，形成LDNMOS的溝道；執行步驟S108，以柵極為對準標的進行離子注入，形成PMOS和NMOS的源區和漏區，以及形成LDNMOS的源區、漏區和P型體區接觸端。圖2為本專利技術另一個實施例的基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法的流程示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種基于標準ＣＭＯＳ工藝的高壓橫向雙擴散ＮＭＯＳ的制作方法，包括步驟：提供Ｐ型硅襯底，在其上制作局部氧化隔離，所述Ｐ型硅襯底被劃分為低壓ＣＭＯＳ區域和高壓ＬＤＮＭＯＳ區域，所述低壓ＣＭＯＳ區域還被劃分為ＰＭＯＳ區域和ＮＭＯＳ區域；在所述高壓ＬＤＮＭＯＳ區域注入Ｎ型雜質并作擴散，形成所述ＬＤＮＭＯＳ的高壓Ｎ阱；在所述低壓ＣＭＯＳ區域進行ＣＭＯＳ雙阱工藝，在所述ＰＭＯＳ區域形成低壓Ｎ阱以及在所述ＮＭＯＳ區域形成低壓Ｐ阱；在所述高壓ＬＤＮＭＯＳ區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層，在所述低壓ＣＭＯＳ區域也同步形成柵氧層；在所述低壓ＣＭＯＳ區域和高壓ＬＤＮＭＯＳ區域依次形成多晶硅層和氮化硅層，然后依次刻蝕所述多晶硅層和氮化硅層，分別形成柵極和柵極阻擋層；在所述低壓ＣＭＯＳ區域和高壓ＬＤＮＭＯＳ區域涂布光刻膠，經過曝光和顯影后露出所述ＬＤＮＭＯＳ柵極側的Ｐ型體區的注入位置；以所述光刻膠和柵極阻擋層為掩模，分別以大于３０°的大角度和小于７°的小角度兩次注入Ｐ型雜質，形成所述ＬＤＮＭＯＳ的溝道；以所述柵極為對準標的進行離子注入，形成所述ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ的源區和漏區，以及形成所述ＬＤＮＭＯＳ的源區、漏區和Ｐ型體區接觸端。...

【技術特征摘要】
1.一種基于標準CMOS工藝的高壓橫向雙擴散NMOS的制作方法，包括步驟提供P型硅襯底，在其上制作局部氧化隔離，所述P型硅襯底被劃分為低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域，所述低壓CMOS區域還被劃分為PMOS區域和NMOS區域；在所述高壓LDNMOS區域注入N型雜質并作擴散，形成所述LDNMOS的高壓N阱； 在所述低壓CMOS區域進行CMOS雙阱工藝，在所述PMOS區域形成低壓N阱以及在所述 NMOS區域形成低壓P阱；在所述高壓LDNMOS區域依次形成厚柵氧層和薄柵氧層，在所述低壓CMOS區域也同步形成柵氧層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域依次形成多晶硅層和氮化硅層，然后依次刻蝕所述多晶硅層和氮化硅層，分別形成柵極和柵極阻擋層；在所述低壓CMOS區域和高壓LDNMOS區域涂布光刻膠，經過曝光和顯影后露出所述 LDNMOS柵極側的P型體區的注入位置；以所述光刻膠和柵極阻擋層為掩模，分別以大于30°的大角度和小于7°的小角度兩次注入P型雜質，形成所述LDNMOS的溝道；以所述柵極為對準標的進行離子注入，形成所述PMOS和NMOS的源區和漏區，以及形成所述LDNMOS的源區、漏區和P型體區接觸端。2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述厚柵氧層的厚度為300埃，所述薄柵氧層的厚度為100埃。3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述N型雜質為磷，所述P型雜質為硼。4.根據權利要求1至3中任一項所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法還包括在形成源區、漏區和/或P型體區接觸端之后進行快速熱退火。5.一種基于標準CMOS工藝的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建華，林威，
申請(專利權)人：上海先進半導體制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31