隔离器件及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种隔离器件及其制备方法，在底区上方注入形成额外注入区，额外注入区在外延层下方，额外注入区与外延层具备相同的导电类型，因此使得外延层中用于制备需被隔离的器件的盆状掺杂区内的区域，其纵向上的宽度与浓度增加，从而提高了隔离结构的穿通电压最大值；而且是在底区上方产生具备水平方向浓度梯度的额外注入区，该额外注入区的中心区的第一导电类型离子浓度大于过渡区的第一导电类型离子浓度，额外注入区具备水平方向浓度梯度又缓和了底区的浓度增加的情况，减小了底区的浓度增加对隔离器件的最大操作电压造成限制的影响；此外仅一次光刻就完成了底区和额外注入区的注入，减少了光刻数，节约制备成本。

Isolation device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
隔离器件及其制备方法
本专利技术涉及隔离器件
，尤其涉及一种隔离器件及其制备方法。
技术介绍
近几年隔离器件已从用于隔离低压器件延伸到用于隔离高压器件，隔离器件需求的最大操作电压也越来越高。隔离器件包括隔离结构以及被隔离结构包围的掺杂区，需被隔离的器件在该掺杂区内制备。隔离器件的隔离需求取决于隔离器件的最大操作电压，最大操作电压越大，则需求隔离器件的耐压越高，但因为需被隔离的器件放置在该掺杂区内，因此也同时要满足隔离结构的穿通电压最大值大于隔离器件的最大操作电压。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种隔离器件的制备方法。一种隔离器件的制备方法，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底具备第一导电类型；在所述衬底表面涂覆光刻胶，利用第一光刻版光刻形成第一注入窗口，通过所述第一注入窗口注入第二导电类型离子，在所述衬底内形成底区；其中，所述第二导电类型与所述第一导电类型为相反的导电类型；以预设倾斜角度和预设扭转角度控制第一导电类型离子的注入方向，通过所述第一注入窗口注入第一导电类型离子，利用所述光刻胶的阴影效应、被注入的区域形成位于所述底区上方且具备水平方向浓度梯度的额外注入区，所述额外注入区包括中心区和所述中心区四周的过渡区，所述中心区的第一导电类型离子浓度大于所述过渡区的第一导电类型离子浓度；所述预设倾斜角度为所述第一导电类型离子的注入方向与垂直方向的夹角，所述预设扭转角度为所述第一导电类型离子的注入方向在水平面上的投影与所述底区横向上的夹角；去除所述光刻胶，在所述衬底上、底区上和额外注入区上形成外延层，所述外延层具备第一导电类型；再次涂覆光刻胶，利用第二光刻版光刻形成第二注入窗口，通过所述第二注入窗口向所述外延层内注入第二导电型离子，形成环绕所述额外注入区对应区域的阱区；所述阱区与所述底区一道组成盆状掺杂区，所述外延层位于所述盆状掺杂区内的区域用于制备需被隔离的器件。上述隔离器件的制备方法，在底区上方注入形成额外注入区，额外注入区在外延层下方，额外注入区与外延层具备相同的导电类型，因此使得外延层中用于制备需被隔离的器件的盆状掺杂区内的区域，其纵向上的宽度与浓度增加，从而提高了隔离结构的穿通电压最大值；而且是在底区上方以预设倾斜角度和预设扭转角度控制第一导电类型离子的注入方向，通过利用光刻胶的阴影效应在底区上产生具备水平方向浓度梯度的额外注入区，该额外注入区的中心区的第一导电类型离子浓度大于过渡区的第一导电类型离子浓度，额外注入区又是形成于底区上方，因此额外注入区具备水平方向浓度梯度又缓和了底区的浓度增加的情况，减小了底区的浓度增加对隔离器件的最大操作电压造成限制的影响；此外仅一次光刻就完成了底区和额外注入区的注入，减少了光刻数，节约制备成本。还提出一种隔离器件，包括：衬底，具备第一导电类型；底区，具备第二导电类型，设于所述衬底内；所述第二导电类型与所述第一导电类型是相反的导电类型；具备水平方向浓度梯度的额外注入区，具备第一导电类型，设于所述底区上；其中，所述额外注入区包括中心区和所述中心区四周的过渡区，所述中心区的第一导电类型离子浓度大于所述过渡区的第一导电类型离子浓度；外延层，具备第一导电类型，设于所述衬底上、底区上以及额外注入区上；阱区，具备第二导电类型，设于所述外延层内，且位于所述底区外围上方，所述阱区与所述底区连接、与所述底区一道组成盆状掺杂区；其中，所述外延层中位于所述盆状掺杂区内的区域用于制备需被隔离的器件。上述隔离器件，N型底区上的额外注入区具备水平方向的浓度梯度，外延层中位于所述盆状掺杂区内的区域，其下方具备额外注入区，额外注入区具备与外延层相同的导电类型，使得盆状掺杂区内用于制备需被隔离的器件的外延层，其纵向上的宽度与浓度增加，从而提高了隔离结构的穿通电压最大值；而且额外注入区的中心区的第一导电类型离子浓度大于过渡区的第一导电类型离子浓度，存在水平方向的浓度梯度，额外注入区又是设于底区内的，因此又缓和了底区的浓度增加的情况，这样会减小底区的浓度增加对隔离器件的最大操作电压造成限制的影响。附图说明图1为一个实施例中的隔离器件的制备方法的流程示意图；图2为一个实施例中的隔离器件的制备过程的示意图；图3为一个实施例中的额外注入区的注入示意图；图4为一个实施例中的光刻胶的阴影效应的示意图；图5为具体一个实施例中的额外注入区的四次注入过程示意图；图6为具体一个实施例中的额外注入区的水平方向浓度梯度的示意图；图7为另一个实施例中的隔离器件的制备过程的示意图；图8为一个实施例中的隔离器件的结构示意图；图9为另一个实施例中的隔离器件的结构示意图；图10为再一个实施例中的隔离器件的结构示意图。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。本文中以第一导电类型和第二导电类型来区分半导体导电类型，第一导电类型可为P型，对应地，第二导电类型则为N型；第一导电类型也可为N型，对应地，第二导电类型则为P型。一个实施例中的隔离器件的制备方法，请参阅1，包括以下步骤：S11：提供衬底，衬底具备第一导电类型。提供如图2(a)所示的衬底10。S12：在衬底表面涂覆光刻胶，利用第一光刻版光刻形成第一注入窗口，通过第一注入窗口注入第二导电类型离子，在衬底内形成底区，该底区具备第二导电类型。如图2(b)所示，本步骤是利用光刻胶在如图2(a)所示的衬底10上进行图形转移，在未覆盖光刻胶的衬底10上形成底区20。在其中一个实施例中，形成底区的步骤是在衬底底部形成深底层，深底层是在衬底底部形成。在其他实施例中，也可以在衬底中间开始形成底区。S13：以预设倾斜角度和预设扭转角度控制第一导电类型离子的注入方向，通过第一注入窗口注入第一导电类型离子，利用光刻胶的阴影效应、被注入的区域形成位于底区上方且具备水平方向浓度梯度的额外注入区，额外注入区具备第一导电类型，额外注入区包括中心区和中心区四周的过渡区，中心区的第一导电类型离子浓度大于过渡区的第一导电类型离子浓度；如图3所示，预设倾斜角度θtilt为第一导电类型离子的注入方向与垂直方向的夹角，预设扭转角度θtwist为第一导电类型离子的注入方向在水平面上的投影与底区横向上的夹角。如图2(c)所示，是在如图2(b)所示的底区20注入第一导电类型离子，形成具备水平方向浓度梯度的额外注入区30。光刻胶的侧面通常是竖直的侧面，而离子注入是有方向性的，因此会存在阴影效应，会使部分区域无法注入离子，如图4所示，晶圆上加粗部分就是无法直接注入离子的区域。一个实施例中，可以通过增大倾斜角度和/或增加光刻胶的厚度的方式来提高横向浓度梯度区的长度。横向浓度梯度区的长度可按照如下公式计算：transitionlength＝PRthickness×Tan(θtilt)×cosθtwist式中，transitionlength为横向浓度梯度区的长度，PRthickness为光刻胶厚度，θtilt为倾斜角，θtwist为扭转角。如图4所示，在倾斜角度相同的情况下，光刻胶的高度越高，阴影效应越明显。在其中一个实施例中，光刻胶的厚度的为6μm以上，具体可为6μm或8μm。在其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底具备第一导电类型；在所述衬底表面涂覆光刻胶，利用第一光刻版光刻形成第一注入窗口，通过所述第一注入窗口注入第二导电类型离子，在所述衬底内形成底区；其中，所述第二导电类型与所述第一导电类型为相反的导电类型；以预设倾斜角度和预设扭转角度控制第一导电类型离子的注入方向，通过所述第一注入窗口注入第一导电类型离子，利用所述光刻胶的阴影效应、被注入的区域形成位于所述底区上方且具备水平方向浓度梯度的额外注入区，所述额外注入区包括中心区和所述中心区四周的过渡区，所述中心区的第一导电类型离子浓度大于所述过渡区的第一导电类型离子浓度；所述预设倾斜角度为所述第一导电类型离子的注入方向与垂直方向的夹角，所述预设扭转角度为所述第一导电类型离子的注入方向在水平面上的投影与所述底区横向上的夹角；去除所述光刻胶，在所述衬底上、底区上和额外注入区上形成外延层，所述外延层具备第一导电类型；再次涂覆光刻胶，利用第二光刻版光刻形成第二注入窗口，通过所述第二注入窗口向所述外延层内注入第二导电型离子，形成环绕所述额外注入区对应区域的阱区；所述阱区与所述底区一道组成盆状掺杂区，所述外延层位于所述盆状掺杂区内的区域用于制备需被隔离的器件。...

【技术特征摘要】
1.一种隔离器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底具备第一导电类型；在所述衬底表面涂覆光刻胶，利用第一光刻版光刻形成第一注入窗口，通过所述第一注入窗口注入第二导电类型离子，在所述衬底内形成底区；其中，所述第二导电类型与所述第一导电类型为相反的导电类型；以预设倾斜角度和预设扭转角度控制第一导电类型离子的注入方向，通过所述第一注入窗口注入第一导电类型离子，利用所述光刻胶的阴影效应、被注入的区域形成位于所述底区上方且具备水平方向浓度梯度的额外注入区，所述额外注入区包括中心区和所述中心区四周的过渡区，所述中心区的第一导电类型离子浓度大于所述过渡区的第一导电类型离子浓度；所述预设倾斜角度为所述第一导电类型离子的注入方向与垂直方向的夹角，所述预设扭转角度为所述第一导电类型离子的注入方向在水平面上的投影与所述底区横向上的夹角；去除所述光刻胶，在所述衬底上、底区上和额外注入区上形成外延层，所述外延层具备第一导电类型；再次涂覆光刻胶，利用第二光刻版光刻形成第二注入窗口，通过所述第二注入窗口向所述外延层内注入第二导电型离子，形成环绕所述额外注入区对应区域的阱区；所述阱区与所述底区一道组成盆状掺杂区，所述外延层位于所述盆状掺杂区内的区域用于制备需被隔离的器件。2.根据权利要求1所述的隔离器件的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底表面涂覆光刻胶的步骤是在所述衬底表面涂覆形成厚度大于6微米的光刻胶。3.根据权利要求2所述的隔离器件的制备方法，其特征在于，所述预设倾斜角度为30°～45°，所述预设扭转角度为0°～45°。4.根据权利要求1所述的隔离器件的制备方法，其特征在于，所述注入第一导电类型离子，形成具备水平方向浓度梯度的额外注入区的步骤包括：以所述预设倾斜角度和所述预设扭转角度保持所述第一导电类型离子的注入方向，分四次注入所述第一导电类型离子；其中，前三次注入中，每完成一次注入，在水平方向上，对由所述衬底、底层形成的晶圆按照预设方向旋转90°，每次旋转的方向相同。5.根据权利要求1-4任一项所述的隔离器件的制备方法，其特征在于，所述形成额...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗泽煌，马春霞，
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