横向双扩散晶体管的制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体功率器件技术领域，提供了一种横向双扩散晶体管的制造方法，利用多次离子注入(斜向角度注入)在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区，该漂移区的掺杂浓度以该交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化(线性变掺杂浓度)的分布，使形成器件以该漂移区的中心轴线呈左右对称的结构。既提高了器件的击穿电压，又保证了足够的杂质掺杂浓度，从而使器件有较小的导通电阻，改善了形成器件的性能，避免了现有技术中利用特制的具有特定窗口设计的掩膜版形成线性变掺杂漂移区，节约了制造成本，而且可通过工艺控制离子注入的次数和角度来控制该漂移区掺杂浓度的线性分布，以此提高了该制造方法的适用性。

【技术实现步骤摘要】
横向双扩散晶体管的制造方法
本专利技术涉及半导体功率器件
，具体涉及一种横向双扩散晶体管的制造方法。
技术介绍
集成高压横向扩散金属氧化物半导体(laterallydiffusedmetaloxidesemiconductor，LDMOS)器件是指具有横向沟道结构和漂移区的高压MOS，这类器件的漏极，栅极和源极都位于芯片的表面，它是横向的高压BCD工艺(在同一芯片上制作双极管(bipolar)，互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)和DMOS器件的工艺)平台中最关键的集成器件。在高压芯片(Highvoltageinteriorcommunications，HVIC)中，高压LDMOS一般用作开关器件，对于开关器件而言，如何实现满足应用要求的高阻断耐压和低的开态导通电阻是器件结构优化的终极目标。在满足高的阻断耐压前提下，越低的导通电阻就意味着可获得越高效的器件平面面积利用率，进而意味着性能的提高和成本的降低。然而阻断耐压和导通电阻这两个参数之间又有着不可调和的矛盾。一般来说实现高耐压的LDMOS需要轻掺杂和长的漂移区结构，而轻掺杂和长漂移区会导致高的漂移区电阻，使得开态导通电阻难以降低。目前的LDMOS大多采用了降低表面电场(Reducedsurfacefield，resurf)技术的LDMOS结构并结合场板来实现高的阻断耐压和导通电阻的折中和最优化。另外，在1992年陈星弼院士曾在固态电子期刊上发表的文章中提出了采用横向变掺杂(VariableLateralDoping，VLD)结构以改变器件的表面电场分布，并在理论上计算得到了横向变化的漂移区的掺杂浓度会使得器件平面结的击穿电压和比导通电阻的关系得到优化。而VLD技术是通过优化漂移区掺杂剂量或浓度线性变化的分布来获得均匀的表面电场，但由于现有的工艺上实现横向变掺杂的方法是将掩膜版制成特定的窗口，通过在窗口中注入一定的掺杂剂量，从而形成表面离子的线性分布，故该技术的关键在于掩膜版的制作，由此就造成了VLD技术的应用困难。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种横向双扩散晶体管的制造方法，可以改善形成器件的性能，节约制造成本。根据本专利技术提供的一种横向双扩散晶体管的制造方法，包括：利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区，该漂移区的掺杂浓度以该交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化；在前述衬底上依次形成栅氧化层和多晶硅层，通过蚀刻形成间隔设置的栅极结构，该栅极结构定义出多个源区和前述漂移区；在每个源区依次进行离子注入形成第二掺杂类型的阱区，每个前述的栅极结构均位于该阱区和前述漂移区之间，且和与该栅极结构相邻近的该阱区和漂移区接触；在每个前述的阱区中依次进行离子注入形成至少一个N型区和一个P型区，以及利用离子注入在前述漂移区中交叠区的中心区域形成一个N型区；在前述源区、前述栅极结构和前述漂移区分别形成金属接触对应引出源极电极、栅极电极和漏极电极，形成的该横向双扩散晶体管是以前述漂移区的中心轴线呈左右对称的结构。优选地，在利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区前，该制造方法还包括：在衬底上形成第一掺杂类型的外延层，并且前述漂移区形成于该外延层上。优选地，前述利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区包括：利用图案化掩膜版进行竖直方向的自对准注入，在前述外延层上形成第一掺杂注入区；复用该图案化掩膜版在前述自对准注入后的偶数次的离子注入中，在前述第一掺杂注入区中采用第一角度的斜向注入形成与该第一掺杂注入区相叠加的交叠区；复用该图案化掩膜版在每个偶数次后的奇数次的离子注入中，在前述第一掺杂注入区中进行第二角度的斜向注入形成与该第一掺杂注入区相叠加的交叠区，使叠加后该第一掺杂注入区的浓度以该第一掺杂注入区的中心轴线呈对称分布；前述第一掺杂注入区以及与该第一掺杂注入区相叠加的交叠区形成前述漂移区，该漂移区的掺杂浓度以该交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化。优选地，在前述自对准注入后偶数次的离子注入中采用的前述第一角度和该偶数次后下一奇数次的离子注入中采用的前述第二角度互补或相等，其中，所述第一角度和所述第二角度均为离子斜向注入的方向与水平右向的夹角。优选地，在前述自对准注入后偶数次的离子注入中，采用的前述第一角度随注入的次序呈梯度递减变化，在所述自对准注入后奇数次的离子注入中，采用的所述第二角度随注入的次序呈梯度递增变化。优选地，前述通过蚀刻形成间隔设置的栅极结构，该栅极结构定义出多个源区和前述漂移区，包括：通过依次蚀刻同一位置上的多晶硅层和栅氧化层，使保留区域的前述多晶硅层和栅氧化层叠加形成间隔设置的第一栅极结构和第二栅极结构，该第一栅极结构和第二栅极结构之间设置有前述的漂移区，且在该第一栅极结构远离漂移区的一侧定义出第一源区，在该第二栅极结构远离漂移区的一侧定义出第二源区。优选地，在每个前述阱区中依次进行离子注入形成至少一个N型区和一个P型区包括：在前述第一源区依次进行离子注入形成第一P型区和第一N型区；在前述第二源区依次进行离子注入形成第二P型区和第二N型区。优选地，在前述源区、前述栅极结构和前述漂移区分别形成金属接触对应引出源极电极、栅极电极和漏极电极包括：分别在前述的第一P型区和第一N型区、前述的第二P型区和第二N型区上形成金属接触并电连接在一起，对应引出到源极电极；分别在前述的第一栅极结构和第二栅极结构的上表面形成金属接触并电连接在一起，对应引出到栅极电极；在前述漂移区中交叠区的中心区域形成的N型区上形成金属接触对应引出到漏极电极。优选地，前述衬底为第二掺杂类型的衬底。优选地，前述第一掺杂类型为N型，前述第二掺杂类型为P型；或者，前述第一掺杂类型为P型，前述第二掺杂类型为N型。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种横向双扩散晶体管的制造方法，利用多次离子注入(斜向角度注入)在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区，该漂移区的掺杂浓度以该交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度变化(线性变掺杂浓度)的分布，使该结构在漂移区表面引入了新的电场峰值，改善了漂移区表面电场分布，使形成的该横向双扩散晶体管是以该漂移区的中心轴线呈左右对称的结构。既提高了器件的击穿电压，又保证了足够的N型杂质掺杂浓度，从而保证了器件有较小的导通电阻，避免了现有技术中利用特制的具有特定窗口设计的掩膜版形成线性变掺杂漂移区，不仅节约了制造成本，还提高了线性变掺杂漂移区工艺的适用性。同时本专利技术提供的横向双扩散晶体管的制造方法，可以通过工艺控制离子注入的次数和角度来控制该漂移区掺杂浓度的线性分布(漂移区浓度从源端到漏端逐渐增加)，使该结构保证了器件耐压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横向双扩散晶体管的制造方法，其特征在于，包括：/n利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区，所述漂移区的掺杂浓度以所述交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化；/n在所述衬底上依次形成栅氧化层和多晶硅层，通过蚀刻形成间隔设置的栅极结构，所述栅极结构定义出多个源区和所述漂移区；/n在每个所述源区依次进行离子注入形成第二掺杂类型的阱区，每个所述栅极结构均位于所述阱区和所述漂移区之间，且和与该栅极结构相邻近的所述阱区和所述漂移区接触；/n在每个所述阱区中依次进行离子注入形成至少一个N型区和一个P型区，以及利用离子注入在所述漂移区中所述交叠区的中心区域形成一个N型区；/n在所述源区、所述栅极结构和所述漂移区分别形成金属接触对应引出源极电极、栅极电极和漏极电极，/n形成的所述横向双扩散晶体管是以所述漂移区的中心轴线呈左右对称的结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种横向双扩散晶体管的制造方法，其特征在于，包括：
利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区，所述漂移区的掺杂浓度以所述交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化；
在所述衬底上依次形成栅氧化层和多晶硅层，通过蚀刻形成间隔设置的栅极结构，所述栅极结构定义出多个源区和所述漂移区；
在每个所述源区依次进行离子注入形成第二掺杂类型的阱区，每个所述栅极结构均位于所述阱区和所述漂移区之间，且和与该栅极结构相邻近的所述阱区和所述漂移区接触；
在每个所述阱区中依次进行离子注入形成至少一个N型区和一个P型区，以及利用离子注入在所述漂移区中所述交叠区的中心区域形成一个N型区；
在所述源区、所述栅极结构和所述漂移区分别形成金属接触对应引出源极电极、栅极电极和漏极电极，
形成的所述横向双扩散晶体管是以所述漂移区的中心轴线呈左右对称的结构。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区前，所述制造方法还包括：
在所述衬底上形成第一掺杂类型的外延层，并且所述漂移区形成于所述外延层上。


3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述利用多次离子注入在衬底上的注入区及注入区之间的交叠区形成第一掺杂类型的漂移区包括：
利用图案化掩膜版进行竖直方向的自对准注入，在所述外延层上形成第一掺杂注入区；
复用该图案化掩膜版在所述自对准注入后的偶数次的离子注入中，在所述第一掺杂注入区中采用第一角度的斜向注入形成与所述第一掺杂注入区相叠加的交叠区；
复用该图案化掩膜版在每个偶数次后的奇数次的离子注入中，在所述第一掺杂注入区中进行第二角度的斜向注入形成与所述第一掺杂注入区相叠加的交叠区，使叠加后所述第一掺杂注入区的浓度以该第一掺杂注入区的中心轴线呈对称分布；
所述第一掺杂注入区以及与所述第一掺杂注入区相叠加的交叠区形成所述漂移区，所述漂移区的掺杂浓度以所述交叠区的中心沿沟道方向向两端呈梯度递减变化。


4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述自对准注入后偶数次...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛薇薇，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33