LDMOS的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种LDMOS的制造方法，包括：步骤一、提供具有第二导电类型的半导体衬底，采用第一块掩模版进行第一次光刻将USTI的形成区域打开；步骤二、进行第一导电类型离子注入以形成第一注入区；步骤三、对半导体衬底进行刻蚀形成超浅沟槽；步骤四、采用第二块掩模版进行第二次光刻将STI的形成区域打开；步骤五、对半导体衬底进行刻蚀形成浅沟槽，浅沟槽的深度大于超浅沟槽的形成深度；步骤六、在超浅沟槽和浅沟槽中填充场氧化层；步骤七、对所述第一注入区进行热处理使第一注入区扩散形成漂移区，漂移区将USTI包覆。本发明专利技术能使USTI和漂移区的离子注入共用同一块掩模版，故能降低成本，同时使器件的性能得到保持。

【技术实现步骤摘要】
LDMOS的制造方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种LDMOS的制造方法。
技术介绍
DMOS由于具有耐高压，大电流驱动能力和极低功耗等特点，目前广泛应用在电源管理芯片中。在LDMOS器件中，导通电阻是一个重要的指标。在同一芯片上同时双极型晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)，CMOS器件和DMOS器件的工艺为BCD工艺，在BCD工艺中，LDMOS虽然和CMOS集成在同一块芯片中，但由于高击穿电压(Vbv)和低特征导通电阻(Specificon-Resistanc，Rsp)之间存在矛盾和折中，往往无法满足开关管应用的要求。为了获得高击穿电压，低Rsp，通常需要增加额外的掩模版来实现，但这样增加了工艺平台的制造成本，因此如何减少掩模版数将有利于降低成本、提高产品竞争力。现有的LDMOS器件结构为了提高器件的导通电流即减小器件的导通电阻，在部分漂移区上会额外引入一个深度更浅的超浅沟槽隔离(UltraShallowTrenchIsolation,USTI)场氧化层(FieldPlateoxide)结构，同时也能改善栅极边缘处电场分布。但是该结构中，为了引入USTI，需要额外增加掩模版，因此会增加工艺平台的制造成本；此外，现有器件的漂移区的注入是在USTI结构完成之后形成，也需要额外的掩模版来进行注入。如图1是现有LDMOS的结构示意图；以N型LDMOS器件为例，在P型半导体衬底如硅衬底1上形成有N型埋层2，在N型埋层2上形成有P型外延层3。在半导体衬底1上形成有浅沟槽隔离(ShallowTrenchIsolation,STI)105，STI5隔离出有源区，LDMOS形成在有源区中。在P型外延层3上形成有P型掺杂的体区8，体区8通常采用P型阱组成。在P型外延层3上还形成有N型掺杂的漂移区6以及N型掺杂的缓冲区7。栅极结构由栅介质层如栅氧化层9和多晶硅栅10叠加而成，在栅极结构的两侧形成有侧墙11。在漂移区6中还形成有USTI4，多晶硅栅10会延伸到USTI4上。N+掺杂的源区12a形成在体区8中并和多晶硅栅10的第一侧面自对准，N+掺杂的漏区12b形成在USTI4的第二侧面外的漂移区6。缓冲7和漂移区6会交叠且二者的交叠区将所述USTI4的第二侧面以及漏区12b都包围。在体区8中还形成有P+掺杂的体引出区13。图1所示的结构中，由于需要在漂移区6中引入深度低于STI5的USTI4，故需要采用和STI5不同的掩模版来定义USTI4的形成区域，而漂移区6以及STI5也分别需要采用不同的掩模版来定义。增加的USTI4虽然能较小器件的导通电阻以及改善栅极结构边缘处的电场分布，但是却需要增加一块掩模版以及对应的光刻工艺，故会增加工艺成本，这又会降低产品的竞争力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种LDMOS的制造方法，能降低成本，且同时使器件的性能得到保持。为解决上述技术问题，本专利技术提供的LDMOS的制造方法中，LDMOS形成于由STI隔离出的有源区中，所述LDMOS的漂移区中的场氧化层采用USTI，USTI的深度小于STI，所述LDMOS的形成步骤包括：步骤一、提供具有第二导电类型的半导体衬底，采用第一块掩模版进行第一次光刻将所述USTI的形成区域打开。步骤二、在所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域进行第一导电类型离子注入以形成第一注入区。步骤三、对所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成超浅沟槽，所述第一注入区的深度大于所述超浅沟槽的深度。步骤四、采用第二块掩模版进行第二次光刻将所述STI的形成区域打开。步骤五、对所述第二次光刻打开的所述STI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成浅沟槽，所述浅沟槽的深度大于所述超浅沟槽的形成深度。步骤六、在所述超浅沟槽和所述浅沟槽中填充场氧化层，由填充于所述超浅沟槽中的场氧化层组成所述USTI，由填充于所述浅沟槽中的场氧化层组成所述STI。步骤七、对所述第一注入区进行热处理使所述第一注入区扩散形成所述漂移区，所述漂移区将所述USTI包覆。进一步的改进是，所述半导体衬底包括硅衬底。进一步的改进是，步骤一中，所述第一次光刻中采用了硬质掩膜层，包括如下分步骤：在所述半导体衬底表面形成硬质掩膜层。在所述硬质掩膜层表面上涂布第一层光刻胶。进行曝光和显影形成第一层光刻胶图形，所述第一层光刻胶图形将所述USTI的形成区域打开以及将所述USTI的形成区域外覆盖。进一步的改进是，步骤二中，以所述第一层光刻胶图形为掩膜进行所述第一注入区的第一导电类型离子注入，所述第一注入区的第一导电类型离子注入穿过所述硬质掩膜层。进一步的改进是，步骤三包括如下分步骤：以所述第一层光刻胶图形为掩膜对所述硬质掩膜层进行刻蚀以形成第一硬质掩膜层图形。去除所述第一层光刻胶图形。以所述第一硬质掩膜层图形为掩膜对所述半导体衬底进行刻蚀形成所述超浅沟槽。进一步的改进是，步骤三的所述超浅沟槽形成之后以及步骤四的所述第二次光刻工艺之前，还包括在所述超浅沟槽的内侧表面形成第一衬垫氧化层的步骤。进一步的改进是，步骤四中，所述第二次光刻包括如下分步骤：涂布第二层光刻胶，所述第二层光刻胶覆盖在所述硬质掩膜层和所述第一衬垫氧化层的表面。进行曝光和显影形成第二层光刻胶图形，所述第二层光刻胶图形将所述STI的形成区域打开以及将所述STI的形成区域外覆盖。进一步的改进是，步骤五包括如下分步骤：以所述第二层光刻胶图形为掩膜对所述硬质掩膜层进行刻蚀，由所述第一衬垫氧化层和刻蚀后的所述硬质掩膜层组成第二硬质掩膜层图形。去除所述第二层光刻胶图形。以所述第二硬质掩膜层图形为掩膜对所述半导体衬底进行刻蚀形成所述浅沟槽。进一步的改进是，所述硬质掩膜层由第一氧化层和第二氮化硅层叠加而成。步骤六中，所述场氧化层还延伸到所述超浅沟槽和所述浅沟槽外的所述硬质掩膜层的表面。在所述场氧化层生长完成后，还包括：进行以所述第二氮化硅层为停止层的化学机械研磨。之后，去除所述硬质掩膜层。进一步的改进是，在步骤五形成所述浅沟槽之后以及步骤六形成所述场氧化层之前，还包括在所述浅沟槽的内侧表面形成第二衬垫氧化层的步骤。进一步的改进是，步骤七的所述热处理采用步骤二之后在所述LDMOS的制造步骤中所采用的热过程实现。进一步的改进是，还包括步骤：步骤八、进行第二导电类型离子注入形成体区，所述体区和所述漂移区横向接触和具有间隔。步骤九、形成栅极结构，所述栅极结构由栅介质层和多晶硅栅叠加而成；所述栅极结构的第一侧面位于所述体区上，所述栅极结构的第二侧面延伸到所述USTI上。步骤十、进行第一导电类型源漏注入形成源区和漏区，所述源区位于所述体区表面且和所述栅极结构的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDMOS的制造方法，其特征在于，LDMOS形成于由STI隔离出的有源区中，所述LDMOS的漂移区中的场氧化层采用USTI，USTI的深度小于STI，所述LDMOS的形成步骤包括：/n步骤一、提供具有第二导电类型的半导体衬底，采用第一块掩模版进行第一次光刻将所述USTI的形成区域打开；/n步骤二、在所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域进行第一导电类型离子注入以形成第一注入区；/n步骤三、对所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成超浅沟槽，所述第一注入区的深度大于所述超浅沟槽的深度；/n步骤四、采用第二块掩模版进行第二次光刻将所述STI的形成区域打开；/n步骤五、对所述第二次光刻打开的所述STI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成浅沟槽，所述浅沟槽的深度大于所述超浅沟槽的形成深度；/n步骤六、在所述超浅沟槽和所述浅沟槽中填充场氧化层，由填充于所述超浅沟槽中的场氧化层组成所述USTI，由填充于所述浅沟槽中的场氧化层组成所述STI；/n步骤七、对所述第一注入区进行热处理使所述第一注入区扩散形成所述漂移区，所述漂移区将所述USTI包覆。/n

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS的制造方法，其特征在于，LDMOS形成于由STI隔离出的有源区中，所述LDMOS的漂移区中的场氧化层采用USTI，USTI的深度小于STI，所述LDMOS的形成步骤包括：
步骤一、提供具有第二导电类型的半导体衬底，采用第一块掩模版进行第一次光刻将所述USTI的形成区域打开；
步骤二、在所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域进行第一导电类型离子注入以形成第一注入区；
步骤三、对所述第一次光刻打开的所述USTI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成超浅沟槽，所述第一注入区的深度大于所述超浅沟槽的深度；
步骤四、采用第二块掩模版进行第二次光刻将所述STI的形成区域打开；
步骤五、对所述第二次光刻打开的所述STI的形成区域的所述半导体衬底进行刻蚀形成浅沟槽，所述浅沟槽的深度大于所述超浅沟槽的形成深度；
步骤六、在所述超浅沟槽和所述浅沟槽中填充场氧化层，由填充于所述超浅沟槽中的场氧化层组成所述USTI，由填充于所述浅沟槽中的场氧化层组成所述STI；
步骤七、对所述第一注入区进行热处理使所述第一注入区扩散形成所述漂移区，所述漂移区将所述USTI包覆。


2.权利要求1所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。


3.权利要求1所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：步骤一中，所述第一次光刻中采用了硬质掩膜层，包括如下分步骤：
在所述半导体衬底表面形成硬质掩膜层；
在所述硬质掩膜层表面上涂布第一层光刻胶；
进行曝光和显影形成第一层光刻胶图形，所述第一层光刻胶图形将所述USTI的形成区域打开以及将所述USTI的形成区域外覆盖。


4.权利要求3所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：步骤二中，以所述第一层光刻胶图形为掩膜进行所述第一注入区的第一导电类型离子注入，所述第一注入区的第一导电类型离子注入穿过所述硬质掩膜层。


5.权利要求4所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：步骤三包括如下分步骤：
以所述第一层光刻胶图形为掩膜对所述硬质掩膜层进行刻蚀以形成第一硬质掩膜层图形；
去除所述第一层光刻胶图形；
以所述第一硬质掩膜层图形为掩膜对所述半导体衬底进行刻蚀形成所述超浅沟槽。


6.权利要求5所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：步骤三的所述超浅沟槽形成之后以及步骤四的所述第二次光刻工艺之前，还包括在所述超浅沟槽的内侧表面形成第一衬垫氧化层的步骤。


7.权利要求6所述的LDMOS的制造方法，其特征在于：步骤四中，所述第二次光刻包括如下分步骤：
涂布第二层光刻胶，所述第二层光刻胶覆盖在所述硬质掩膜层和所述第一衬垫氧化层的表面；
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【专利技术属性】
技术研发人员：许昭昭，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31