场板的自对准制造方法及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种场板的自对准制造方法及半导体器件的制造方法。该自对准制造方法用于在刻蚀好的多晶硅层上形成场板结构，包括：形成覆盖于多晶硅层上的介质层；其中介质层覆盖于未被刻蚀掉的多晶硅上和刻蚀掉多晶硅后的区域上，形成台阶；在所述介质层上涂覆光阻液，使光阻液依靠流动性填充所述台阶的底部，且未覆盖台阶的顶部；以所述光阻液为掩膜，去除位于多晶硅上的介质层；去除所述光阻液，得到位于刻蚀掉多晶硅的区域上的介质层；形成场板材料层，并去除场板材料层的侧壁外侧的部分，得到场板结构。半导体器件的制造方法包括上述场板的自对准制造方法。上述制造方法，避免了关键尺寸精度低的问题，因而可以准确控制场板关键尺寸。

Self-aligning fabrication method of field plate and fabrication method of semiconductor devices

The invention relates to a self-aligning manufacturing method of field plate and a manufacturing method of semiconductor devices. The self-aligning manufacturing method is used to form a field plate structure on the etched polycrystalline silicon layer, including: forming a dielectric layer covering the polycrystalline silicon layer; where the dielectric layer covers the area not etched and the area after etching the polycrystalline silicon, forming a step; and coating the dielectric layer with a photoresist liquid so that the photoresist liquid fills the bottom of the step depending on fluidity and is not covered. Covering the top of the step; removing the dielectric layer on the polycrystalline silicon by using the photoresistive liquid as a mask; removing the photoresistive liquid to obtain the dielectric layer on the area where the polycrystalline silicon has been etched; forming the field plate material layer and removing the part outside the side wall of the field plate material layer to obtain the field plate structure. The manufacturing method of the semiconductor device includes the self-aligning manufacturing method of the field plate. The above manufacturing method avoids the problem of low precision of key dimensions and can accurately control the key dimensions of field boards.

【技术实现步骤摘要】
场板的自对准制造方法及半导体器件的制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种场板的自对准制造方法及半导体器件的制造方法。
技术介绍
功率器件中的成千上万个基本单元的表面电压大致相同，但最外端(终端)单元与衬底间的电压却相差很大，应采取一些措施减小表面电场，提高击穿电压。这种技术便称为结终端技术JTT(JunctionTerminationTechnique)。硅功率器件一般都采用浅平面结结构，典型的结深值为4-7um。在这么浅的结深下，器件如果没有加任何终端保护措施，击穿电压将要比理想情况下明显降低。因此结终端保护成为高压器件设计的一项关键性技术。结终端保护技术要解决的问题主要是：①采用平面工艺制造的PN结，杂质原子在光刻掩模窗口的边角区经扩散后形成了柱面结和球面结。由于这两个结存在的曲率会导致电场集中，雪崩击穿将首先在这些区域发生，从而使PN结的击穿电压降低。这种效应对浅结深PN结的影响特别显著，如图1a和图1b所示。实际平面PN结(非平行平面结)一般都采用二氧化硅(SiO2)作保护层，由于SiO2层内存在可移动电荷和陷阱，SiO2与硅(Si)的界面存在固定的正电荷，以及SiO2表面还可能粘附其它各种电荷，这些电荷的存在将造成表面电场的集中和不稳定，其值较体内平行平面结的电场大2至3倍，从而严重影响了器件的耐压特性，如图2所示。因此，结终端保护技术主要是通过增大扩散结的曲率半径和降低界面(或表面)电荷的影响来提高器件的耐压水平。场板(FieldPlates)、场限环(FieldLimitingRings)及其结合使用技术是目前在实际应用中经常采用又十分有效的结终端保护措施。其中“场板”通常用来解决表面电荷引起的低击穿。场板是结终端技术中常用的方法之一，它是通过改变表面电势分布使曲面结的曲率半径增大，抑制表面电场的集中，从而提高器件的击穿电压。场板可分为偏置场板和浮空场板。偏置场板的基本结构如图3所示。它是由结接触的金属化延伸超过P+N结所构成的，此时场板的偏置电压和p+极的电压相同。当场板下的氧化层取适当厚度时，加在场板上的电压恰好使场板下的表面耗尽，从而达到增大曲率半径提高击穿电压的效果。然而要形成场板结构，一般都需要额外的场板工艺。并且在场板工艺中，所能控制的对偏窗口远大于场板大小，致使场板关键尺寸控制不易。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种可以准确控制场板关键尺寸的自对准制造方法。一种场板的自对准制造方法，用于在刻蚀好的多晶硅层上形成场板结构，包括：形成覆盖于多晶硅层上的介质层；其中介质层覆盖于未被刻蚀掉的多晶硅上和刻蚀掉多晶硅后的区域上，形成台阶；在所述介质层上涂覆光阻液，使光阻液依靠流动性填充所述台阶的底部，且未覆盖台阶的顶部；以所述光阻液为掩膜，去除位于多晶硅上的介质层；去除所述光阻液，得到位于刻蚀掉多晶硅的区域上的介质层；形成场板材料层，并去除场板材料层的侧壁外侧的部分，得到场板结构。在其中一个实施例中，所述形成覆盖于多晶硅层上的介质层的方式为氧化生长或淀积生长。在其中一个实施例中，所述介质层为二氧化硅层、或二氧化硅与氮化硅的复合层。在其中一个实施例中，以所述光阻液为掩膜，去除位于多晶硅上的介质层的步骤中，采用干法刻蚀和/或湿法刻蚀去除介质层。在其中一个实施例中，所述场板材料层为多晶硅层、钨硅、钛层或氮化钛层。在其中一个实施例中，所述形成场板材料层的方式为溅射生长或者淀积生长。在其中一个实施例中，所述介质层的厚度为65埃至1000埃之间。在其中一个实施例中，所述场板材料层的厚度为200埃至1500埃之间。一种半导体器件的制造方法，包括器件基本单元的主体结构的制造过程，以及在所述主体结构上形成场板的过程，其中，所述在主体结构上形成场板的过程采用上述的方法。在其中一个实施例中，所述半导体器件为功率器件。上述场板的自对准制造方法以及半导体器件的制造方法，通过首先形成台阶状的介质层，继而采用流动性的光阻液为掩膜去除位于多晶硅上的介质层，形成位于刻蚀掉多晶硅的区域上的介质层，以该介质层的形状为基础可以形成具有侧壁的场板材料层，以该侧壁自对准即可去除侧壁外侧的部分，得到所需的场板结构。上述过程采用自对准方式，避免了较大尺寸对偏窗口带来的关键尺寸精度低的问题，因而可以准确控制场板关键尺寸。进一步地，介质层的厚度也可以调整。该介质层一般为场氧层，配合作为场板氧化层，通过厚度控制来达到调整耐压值的目的。附图说明图1a和图1b为浅结深PN结的电场示意图；图2为二氧化硅对硅表面电场的影响示意图；图3为偏置场板的基本结构；图4为一实施例的场板的自对准制造方法流程图；图5为LDMOS的结构图；图6a～图6g为图4中的方法的各个步骤所形成的中间结构。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图4为一实施例的场板的自对准制造方法流程图。该方法用于在刻蚀好的多晶硅层上形成场板结构，且包括以下步骤S110～S150。以LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)为例，在一些应用中，需要提高器件的击穿电压，因此需要在其中制备场板。如图5所示，LDMOS器件中，场板形成于覆盖硅栅的氧化层之上。制作半导体器件的主体结构的步骤在此不赘述。大多数的半导体器件的硅栅都由多晶硅经过刻蚀得到，以下实施例的方法从经过刻蚀后的多晶硅层上开始。刻蚀多晶硅层100后的结构示意为图6a。步骤S110：形成覆盖于多晶硅层100上的介质层200。其中介质层200覆盖于未被刻蚀掉的多晶硅101上和刻蚀掉多晶硅后的区域102上，形成台阶。如图6b所示。在其中一个实施例中，所述形成覆盖于多晶硅层100上的介质层200的方式为氧化生长或淀积生长，本实施例采用淀积生长方式。淀积生长可以是例如化学气相沉积、物理气相沉积等等。在其中一个实施例中，所述介质层200为二氧化硅层、或二氧化硅和氮化硅的复合层(ONO或ON)，本实施例中，选用二氧化硅。在其中一个实施例中，所述介质层200的厚度为65埃至1000埃之间。介质层200的厚度根据要生成的器件的具体要求进行调整，本实施例中为200埃。步骤S120：在所述介质层200上涂覆光阻液300，使光阻液300依靠流动性填充所述台阶的底部201，且未覆盖台阶的顶部202。如图6c所示。由于光阻液300具有一定的流动性，在介质层200上涂覆光阻液300后，其会自行流到介质层200台阶的底部201，并慢慢充满。通过控制涂覆的量，可以使光阻液300仅填充台阶底部201的一部分，并使台阶的顶部202不被光阻液300覆盖。步骤S130：以所述光阻液300为掩膜，去除位于多晶硅101上的介质层200。如图6d所示。光阻液300可以阻挡刻蚀，使得未被光阻液300覆盖的部分被刻蚀去除，而被光阻液300覆盖的部分则被保留。在其中一个实施例中，可以采用干法刻蚀和/或湿法刻蚀去除介质层200。步骤S140：去除所述光阻液300，得到位于刻蚀掉多晶硅的区域102上的介质层200。如图6e所示，介质层200为L形。步骤S150：形成场板材料层400，并去除场板材料层的侧壁外侧的部分，得到场板结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种场板的自对准制造方法，用于在刻蚀好的多晶硅层上形成场板结构，包括：形成覆盖于多晶硅层上的介质层；其中介质层覆盖于未被刻蚀掉的多晶硅上和刻蚀掉多晶硅后的区域上，形成台阶；在所述介质层上涂覆光阻液，使光阻液依靠流动性填充所述台阶的底部，且未覆盖台阶的顶部；以所述光阻液为掩膜，去除位于多晶硅上的介质层；去除所述光阻液，得到位于刻蚀掉多晶硅的区域上的介质层；形成场板材料层，并去除场板材料层的侧壁外侧的部分，得到场板结构。

【技术特征摘要】
1.一种场板的自对准制造方法，用于在刻蚀好的多晶硅层上形成场板结构，包括：形成覆盖于多晶硅层上的介质层；其中介质层覆盖于未被刻蚀掉的多晶硅上和刻蚀掉多晶硅后的区域上，形成台阶；在所述介质层上涂覆光阻液，使光阻液依靠流动性填充所述台阶的底部，且未覆盖台阶的顶部；以所述光阻液为掩膜，去除位于多晶硅上的介质层；去除所述光阻液，得到位于刻蚀掉多晶硅的区域上的介质层；形成场板材料层，并去除场板材料层的侧壁外侧的部分，得到场板结构。2.根据权利要求1所述的场板的自对准制造方法，其特征在于，所述形成覆盖于多晶硅层上的介质层的方式为氧化生长或淀积生长。3.根据权利要求1所述的场板的自对准制造方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅层、或二氧化硅与氮化硅的复合层。4.根据权利要求1所述的场板的自对准制造方法，其特征在于，以所述光阻液为掩膜，去除位于多...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗泽煌，史霄，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32