一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法，属于场效应晶体管的制备领域，该方法完全采用标准ＣＭＯＳ工艺来制备ＬＤＭＯＳ的办法，仅仅需要通过如下版图设计来实现ＬＤＭＯＳ，即定义有源区版以形成ＬＤＭＯＳ器件的体引出区、源区、漏区、沟道区和漂移区，并定义栅区线条版；源区、栅区和漏区采用重掺杂注入版形成；漂移区位于漏区和沟道区之间；体区引出和源区一起接地；采用Ｎ阱的版图以形成Ｎ型ＬＤＭＯＳ的低掺杂漂移区，或Ｐ阱的版图形成Ｐ型ＬＤＭＯＳ的低掺杂漂移区；并采用硅化阻止版防止漂移区被硅化；源区、漏区和栅区设计和常规的ＭＯＳ相同。本发明专利技术对于任何标准工艺均有效，最大程度的降低了成本，拓展了标准工艺制备特殊器件的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于场效应晶体管的制备方法，具体涉及一种横向双扩散场效应晶体管的制 备方法。
技术介绍
横向双扩散MOS晶体管(lateral double-diffused MOS transistor, LDMOS)，是一种轻 掺杂漏的MOS器件。与普通MOS器件相比，LDMOS在漏端有一个较长的轻掺杂注入区， 通常这部分结构的掺杂浓度在10^cn^量级，被称为漂移区。LDMOS结构则是通过漂移 区来承受较高的电压降。由于LDMOS技术具有简单、可靠、成熟的特点，以及良好的RF 表现，同时由于LDMOS晶体管的制造工艺可以与现有的标准CMOS工艺完全兼容，所以 更加易于实现与低压CMOS电路的大规模集成，降低制造成本。它主要应用于各种功率电 路，在2GHz以下的单管功率放大器中得到了非常广泛的应用。LDMOS和现在的CMOS工艺兼容，可以利用和标准CMOS制备方法接近的工艺，甚 至是改进标准CMOS工艺流程来制备。不过，这些方法需要引入一些特殊的步骤，比如引 入掺杂，掩膜版等方法，仍然增加了成本。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了制备LDMOS器件的简单方法，该方法仅仅 需要通过版图设计，可完全采用标准CMOS工艺来制备LDMOS 。 本专利技术的技术方案是1) 版图设计定义有源区版以形成LDMOS器件的体引出区、源区、漏区、沟道区和 漂移区，并定义栅区线条版；源区、栅区和漏区采用重掺杂注入版形成；漂移区位于漏区 和沟道区之间；体区引出和源区一起接地；采用N阱的版图以形成N型LDMOS的低掺杂 漂移区，或P阱的版图形成P型LDMOS的低掺杂漂移区；并采用硅化阻止版防止漂移区 被硅化；源区、漏区和栅区设计和常规的MOS相同；2) 利用标准的CMOS工艺制备LDMOS器件，步骤依次为a)采用标准工艺流程进行阱注入工艺时，利用上述N阱的版图，进行低掺杂，形成的 N型LDMOS器件的漂移区，或利用P阱的版图，进行低掺杂，形成PMOS的漂移区；采用标准工艺流程的STI隔离工艺，定义器件的有源区，形成LDMOS的体引出区、源区、 漏区、沟道区及漂移区；b) 接下来进行沟道区注入和栅区形成工艺，LDMOS结构和常规MOS结构几乎完全 相同，依次为沟道注入和阈值调整注入，形成栅介质层，淀积和刻蚀栅材料，形成栅，低 掺杂形成LDD区，形成侧墙；c) 采用标准工艺流程的源漏注入工艺，对LDMOS进行源漏区掺杂；并且，利用NMOS 源漏注入，在P型LDMOS的体区高掺杂定义体引出区；或利用PMOS源漏注入，在N 型LDMOS的体区高掺杂定义体引出区；将未被硅化阻止版保护的区域硅化，降低电阻；d) 采用常规的MOS的制备工艺完成后续的LDMOS制备步骤,制得横向双扩散场效应 晶体管。本专利技术针对漂移区可以进一步优化(1)漂移区可以被分裂成两部分，这两部分的间隔引入一 STI绝缘介质区。(2)还可以在漂移区内再加入一不同掺杂类型的高掺杂注入 版，以提高器件的性能。而STI和重掺杂的区域都应该位于漂移区内，被漂移区的N阱版 所包围。上述漂移区中的STI绝缘介质区或掺杂注入区，与漂移区的边界距离分别为lnm至 l(am。上述漂移区中的STI绝缘介质区以及高掺杂注入区可以同时引入，这两个区域可以相 隔，部分重叠或者掺杂注入区覆盖STI区。优化地，要求高掺杂注入区的边界比STI绝缘 介质区的边界更靠近沟道区。漂移区的版图设计长度的优化范围为10nm至10pm。漂移区中STI区域的横向长度范 围为10nm至l(Vm;上述漂移区掺杂浓度取值范围在1012至1019 cm'3。上述所述绝缘介质区采用介电常数低于硅的材料或者由两种或两种以上的介电常数 低于硅的材料组合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是-本专利技术采用标准CMOS工艺来制备LDMOS的办法，仅仅需要通过版图设计来实现 LDMOS，并且，这种办法对于任何标准工艺均有效，最大程度的降低了成本，拓展了标 准工艺制备特殊器件的能力。附图说明图l三种横向扩散场效应晶体管结构(n型)的剖面示意图。(a)为普通LDMOS的剖 面结构，(b)为漂移区中引入STI绝缘介质区的LDMOS的剖面结构，(c)为漂移区中引入 STI绝缘介质区和重掺杂区的LDMOS结构的剖面图；图中l-栅区引出，2-源区和体区 引出，3-漏区引出，4-体区，5-衬底，6-p型掺杂注入区，7-介质区，8-n型掺杂的漂移区。图2采用标准工艺制备LDMOS的版图设计示意图。(a)为普通的LDMOS结构的版图 示意图，(b)为漂移区中引入STI绝缘介质区的LDMOS版图示意图，(c)为漂移区中引入 STI绝缘介质区和重掺杂区的LDMOS结构版图示意图，图中10-栅版，ll-n阱注入版， 12-有源区版，13-p阱注入版，14-NMOS源漏注入版(N+掺杂)，15- PMOS源漏注入版 (P+掺杂)，16-接触孔版，17-硅化保护版。图3采用标准工艺制备LDMOS的过程示意图。图中20-衬底，21-LDMOS漂移区， 22-STI隔离区，23-体区，24-栅介质层，25-栅区，26-栅侧墙区，27-N+掺杂源区，28-N+ 掺杂漏区，29-P+掺杂注入区,30-体引出区。具体实施方式下面结合附图和N型LDM0S器件的具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述 图1示出了采用本方法制备的三个LDMOS结构。LDMOS相对于常规的MOS场效应 管，主要区别在于存在一个低掺杂的漂移区(图1 (a))。而LDMOS的漂移区又可以引入 掺杂注入区或绝缘杂质区，进行进一步优化，见图1 (b)和图1 (c)。而图1中所示的 LDMOS结构均可以通过版图设计的方法，仅仅利用标准的CMOS工艺就能实现。图2中给出了制备图1 (c)所示结构的版图设计示意图。图中版图中采用N阱的版 图以形成N型LDMOS的低掺杂漂移区，P阱的版图形成体区，并且，体引出区通常与 源区一起接地。利用制备PMOS工艺过程中的源漏注入版，可以在LDMOS的体区引入高 掺杂，作为体引出。另外将LDMOS器件的有源区分成两块，分开的部分将引入STI绝缘 区，这个绝缘区将置入LDMOS的低掺杂漂移区中；利用PMOS的源漏注入版，可以在低 掺杂的漂移区中引入RESURF结构，使器件特性进一步优化。当器件漂移区不进行重掺杂 注入，实现的器件将如图l(b)所示。如果同时不引入重掺杂注入和STI区，实现的器件就 是图l(a)所示的常规LDMOS器件。当然，图2只是一个示意图，并没有包括实际设计中 所有的版，比如各层金属线版图以及对应的引线孔版图等。 LDMOS的具体制备如下制备开始时，采用和常规MOS相同的衬底材料；首先，采用标准工艺流程的阱注入工艺时，利用图2中N阱的版图，进行低掺杂，形 成的LDMOS器件的漂移区，如图3(a)。该步骤应用于图1中三个结构的制备。接下来,利用标准工艺中的STI隔离工艺中，通过有源区的版图，在将要形成的LDMOS 器件的漂移区引入STI绝缘介质区，得到如图3(b)所示结构；该步骤应用于图l (b)和图 1 (c)所示结构的制备；接下来进行沟道区注入和栅区形成工艺，LDMOS结构和常规MOS结构完全相同，大 致上，依次为沟道注入和阈值调整注入，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法，步骤包括：１）版图设计：定义有源区版以形成ＬＤＭＯＳ器件的体引出区、源区、漏区、沟道区和漂移区，并定义栅区线条版；源区、栅区和漏区采用重掺杂注入版形成；漂移区位于漏区和沟道区之间；体区引出和源区一起接地；采用Ｎ阱的版图以形成Ｎ型ＬＤＭＯＳ的低掺杂漂移区，或Ｐ阱的版图形成Ｐ型ＬＤＭＯＳ的低掺杂漂移区；并采用硅化阻止版防止漂移区被硅化；源区、漏区和栅区设计和常规的ＭＯＳ相同；２）利用标准的ＣＭＯＳ工艺制备ＬＤＭＯＳ器件，步骤依次为：ａ）采用标准工艺流程进行阱注入工艺时，利用上述Ｎ阱的版图，进行低掺杂，形成的Ｎ型ＬＤＭＯＳ器件的漂移区，或利用Ｐ阱的版图，进行低掺杂，形成ＰＭＯＳ的漂移区；采用标准工艺流程的ＳＴＩ隔离工艺，定义器件的有源区，形成ＬＤＭＯＳ的体引出区、源区、漏区、沟道区及漂移区；ｂ）接下来进行沟道区注入和栅区形成工艺，ＬＤＭＯＳ结构和常规ＭＯＳ结构几乎完全相同，依次为沟道注入和阈值调整注入，形成栅介质层，淀积和刻蚀栅材料，形成栅，低掺杂形成ＬＤＤ区，形成侧墙；ｃ）采用标准工艺流程的源漏注入工艺，对ＬＤＭＯＳ进行源漏区掺杂；并且，利用ＮＭＯＳ源漏注入，在Ｐ型ＬＤＭＯＳ的体区高掺杂定义体引出区；或利用ＰＭＯＳ源漏注入，在Ｎ型ＬＤＭＯＳ的体区高掺杂定义体引出区；将未被硅化阻止版保护的区域硅化，降低电阻；ｄ）采用常规的ＭＯＳ的制备工艺完成后续的ＬＤＭＯＳ制备步骤，制得横向双扩散场效应晶体管。...

【技术特征摘要】
1、一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法，步骤包括1)版图设计定义有源区版以形成LDMOS器件的体引出区、源区、漏区、沟道区和漂移区，并定义栅区线条版；源区、栅区和漏区采用重掺杂注入版形成；漂移区位于漏区和沟道区之间；体区引出和源区一起接地；采用N阱的版图以形成N型LDMOS的低掺杂漂移区，或P阱的版图形成P型LDMOS的低掺杂漂移区；并采用硅化阻止版防止漂移区被硅化；源区、漏区和栅区设计和常规的MOS相同；2)利用标准的CMOS工艺制备LDMOS器件，步骤依次为a)采用标准工艺流程进行阱注入工艺时，利用上述N阱的版图，进行低掺杂，形成的N型LDMOS器件的漂移区，或利用P阱的版图，进行低掺杂，形成PMOS的漂移区；采用标准工艺流程的STI隔离工艺，定义器件的有源区，形成LDMOS的体引出区、源区、漏区、沟道区及漂移区；b)接下来进行沟道区注入和栅区形成工艺，LDMOS结构和常规MOS结构几乎完全相同，依次为沟道注入和阈值调整注入，形成栅介质层，淀积和刻蚀栅材料，形成栅，低掺杂形成LDD区，形成侧墙；c)采用标准工艺流程的源漏注入工艺，对LDMOS进行源漏区掺杂；并且，利用NMOS源漏注入，在P型LDMOS的体区高掺杂定义体引出区；或利用PMOS源漏注入，在N型LDMOS的体区高掺杂定义体引出区；将未被硅化阻止版保护的区域硅化，降低电阻；d)采用常规的MOS的制备工艺完成后续的LDMOS制备步骤，制得横向双扩散场效应晶体管。2、 如权利要求l所述的横向双扩散场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在上述漂 移区内引入一STI绝缘介质区，即在版图设计中，将用来形成漂移区的有源区域分裂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽杰，黄如，肖韩，王鹏飞，杨淮洲，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]