高压MOS晶体管的制作方法技术

一种高压ＭＯＳ晶体管的制作方法，包括下列步骤：在待曝光有源区图形和待曝光隔离区图形相接处形成待曝光辅助有源区图形；将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转移至硅衬底上形成有源区、隔离区和辅助有源区；在有源区和辅助有源区的硅衬底中进行第一次ｐ型离子注入；在硅衬底上形成光阻层，经过曝光和显影后，在光阻层上形成开口；以光阻层为掩膜，经由开口向辅助有源区的硅衬底中进行第二次ｐ型离子注入；在有源区和辅助有源区的硅衬底上形成栅氧化层。经过上述步骤，在辅助有源区进行两次同类型离子注入，提高辅助有源区的阈值电压，双峰现象不会出现，从而可以降低器件功耗，增加器件工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺，尤其涉及高压MOS晶体管的制作方法，特 别在制作高压MOS晶体管的过程中防止双峰效应的方法。
技术介绍
在半导体技术中，即使元件尺寸持续缩减，仍希望晶体管的性能可更为 增进，也希望能制造出结合低、高、中电压应用范围的集成电路半导体装置。 举例来说，用于驱动图像传感器、LCD以及印刷磁头等的集成电路(以下称 为驱动IC),由具有在+V以上的电源电压下工作的漏极及源极间的耐压能力 强的高压MOS晶体管的驱动输出单元，以及具有在数伏以下的电源电压下可 以使用的漏极耐压能力差的低压MOS晶体管的控制驱动输出单元的逻辑单元 构成。此类集成电路通常称作系统单晶片。尽管这类集成电路包含采用非常 低电压(比方1.8V或2.5V)来操作的逻辑晶体管，但是位于相同集成电路上 的其它晶体管是因高电压应用而设计的，因此是以高电压来操作，并且往往 漏极至源极的压差可能有30V甚至40V之高，高电压晶体管元件比逻辑电路中 的逻辑晶体管或周边晶体管有能力负载更多的电流。现有制作高压MOS晶体管的制作方法请参考专利号为02146360的中国专 利所公开的技术方案。举例NMOS晶体管的形成，如图1A所示，在硅村底IOO 中注入p型离子形成P阱，在硅衬底100上形成第一光阻层102,由光刻机将光 罩101上的图形转移至第一光阻层102上，经过显影，在第一光阻层102上形成 浅沟槽图形103。如图1B所示，以第一光阻层102为掩膜，蚀刻硅村底IOO，形成浅沟槽； 去除第一光阻层102,在浅沟槽内填充满绝缘物质，形成浅沟槽隔离区104， 浅沟槽隔离区104以外区i或为有源区110 。如图1C所示，在炉管中通入氧气氧化有源区110处的硅衬底100,形成栅 氧化层106。如图1D所示，用化学气相沉积法在栅氧化层106上形成多晶硅层108;在 多晶硅层108上旋涂第二光阻层(未图示)，经过曝光和显影，在第二光阻层 上形成栅极图形；以第二光阻层为掩膜，干法蚀刻多晶硅层108和栅氧化层106 至硅衬底100,多晶石圭层108作为栅极。如图1E所示，去除第二光阻层；以栅极为自对准掩膜，在硅村底100中注 入n型离子，形成源极/漏极116;在多晶硅层108上形成金属硅化物层112,金 属硅化物层112、多晶硅层108和栅氧化层106组成栅极结构114;在栅极结构 114两侧形成间隙壁115。如图1C，所示，对高压MOS晶体管来说，需要生长厚度在300埃至500 埃的栅氧化层106，由于浅沟槽隔离区104内绝缘物质的形成过程中，绝缘物 质会高出硅衬底IOO且会出现倒角(虚线椭圓表示)；在有源区110的硅衬底 100上形成栅氧化层106时，由于有源区110与浅沟槽隔离区104相接区倒角 处提供的硅比非相接区的硅少，所以会导致栅氧化层106的边缘部分比中间 部分薄，导致栅氧化层的边缘处阈值电压降低。现有制作MOS晶体管栅氧化层过程中，由于高压MOS晶体管的栅氧化层 比较厚且受到浅沟槽隔离区倒角的影响，在形成栅氧化层过程中很容易造成 栅氧化层边缘部分比中间部分薄，导致栅氧化层的边缘处阈值电压降低，产 生双峰现象，从而导致器件功耗高，器件工作的稳定性差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体晶体管的制作方法，防止由于高压 MOS晶体管的栅氧化层比较厚且受到浅沟槽隔离区倒角的影响，在形成栅氧 化层过程中很容易造成栅氧化层边缘部分比中间部分薄，导致栅氧化层的边 缘处阈值电压降低，产生双峰现象，从而导致器件功耗高，器件工作的稳定性差。为解决上述问题，本专利技术提供一种高压MOS晶体管的制作方法，其特征 在于，高压NMOS晶体管形成，包括下列步骤a. 在待曝光有源区图形和待曝光隔离区图形相接处形成待曝光辅助有源 区图形，所述待曝光辅助有源区图形与待曝光有源区图形连通向待曝光隔离 区图形凸出；b. 将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转移 至硅衬底上形成有源区、隔离区和辅助有源区；c. 在有源区和辅助有源区的硅衬底中进行第 一次p型离子注入；d. 在硅衬底上形成光阻层，经过曝光和显影后，在光阻层上形成开口；e. 以光阻层为掩膜，经由开口向辅助有源区的硅衬底中进行第二次p型离 子注入；f. 在有源区和辅助有源区的硅衬底上形成栅氧化层；g. 在硅衬底上形成栅极、源极和漏极，其中栅极与有源区的重叠部分为沟道。待曝光辅助有源区图形的长为沟道长度的20%~30%,宽为沟道宽度的 20% 30%。所述p型离子为硼。第二次注入p型离子的剂量为5.0E1 l/cm2 l.OEl3/cm2， 第二次注入p型离子的能量为100 keV 200keV。第一次注入p型离子的剂量为 1.0E13/cm2 1.0E14/cm2,第一次注入p型离子的能量为500keV 1000keV。步骤b包括将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源 区图形转移至光罩上，形成有源区图形、隔离区图形和辅助图形；将光罩上 的有源区图形、隔离区图形和辅助图形转移至硅衬底上形成有源区、隔离区 和辅助有源区。用炉管氧化法形成4册氧化层，所述4册氧化层的厚度为300埃 600埃。步骤g包括在栅氧化层上形成多晶硅层，作为栅极；以栅极为掩膜，在 栅极两侧的硅衬底中注入n型离子，形成源极和漏极；在多晶珪层上形成金属 硅化物层，金属硅化物层、多晶硅层和栅氧化层组成栅极结构；在栅极结构 两侧形成间隙壁。本专利技术提供一种高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于，高压PMOS 晶体管形成，包括下列步骤A. 在待曝光有源区图形和待曝光隔离区图形相接处形成待膝光辅助有源 区图形，所述待曝光辅助有源区图形与待曝光有源区图形连通向待曝光隔离 区图形凸出；B. 将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转 移至硅衬底上形成有源区、隔离区和辅助有源区；C. 在有源区和辅助有源区的硅村底中进行第一次n型离子注入；D. 在硅衬底上形成光阻层，经过曝光和显影后，在光阻层上形成开口；E. 以光阻层为掩膜，经由开口向辅助有源区的硅衬底中进行第二次n型离 子注入；F. 在有源区和辅助有源区的硅衬底上形成栅氧化层；G. 在硅衬底上形成栅极、源极和漏极，其中栅极与有源区的重叠部分为沟道。待曝光辅助有源区图形的长为沟道长度的20%~30%，宽为沟道宽度的 20%~30%。所述n型离子为磷。第二次注入n型离子的剂量为1.0E12/cmLl.0E13/cm2, 第二次注入n型离子的能量为200 keV 600keV。第一次注入n型离子的剂量为 1.0E13/cm2 1.0E14/cm2,第一次注入n型离子的能量为500keV 1000keV。步骤B包括将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源 区图形转移至光罩上，形成有源区图形、隔离区图形和辅助图形；将光罩上 的有源区图形、隔离区图形和辅助图形转移至硅衬底上形成有源区、隔离区 和辅助有源区。用炉管氧化法形成4册氧化层，所述栅氧化层的厚度为300埃 600埃。步骤G包括在栅氧化层上形成多晶硅层，作为栅极；以栅极为掩膜，在 栅极两侧的硅衬底中注入p型离子，形成源极和漏极；在多晶硅层上形成金属 硅化物层，金属硅化物层、多晶硅层和栅氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压ＭＯＳ晶体管的制作方法，其特征在于，高压ＮＭＯＳ晶体管形成，包括下列步骤：ａ．在待曝光有源区图形和待曝光隔离区图形相接处形成待曝光辅助有源区图形，所述待曝光辅助有源区图形与待曝光有源区图形连通向待曝光隔离区图形凸出； ｂ．将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转移至硅衬底上形成有源区、隔离区和辅助有源区；ｃ．在有源区和辅助有源区的硅衬底中进行第一次ｐ型离子注入；ｄ．在硅衬底上形成光阻层，经过曝光和显影后，在光阻层上形成 开口；ｅ．以光阻层为掩膜，经由开口向辅助有源区的硅衬底中进行第二次ｐ型离子注入；ｆ．在有源区和辅助有源区的硅衬底上形成栅氧化层；ｇ．在硅衬底上形成栅极、源极和漏极，其中栅极与有源区的重叠部分为沟道。

【技术特征摘要】
1.一种高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于，高压NMOS晶体管形成，包括下列步骤a.在待曝光有源区图形和待曝光隔离区图形相接处形成待曝光辅助有源区图形，所述待曝光辅助有源区图形与待曝光有源区图形连通向待曝光隔离区图形凸出；b.将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转移至硅衬底上形成有源区、隔离区和辅助有源区；c.在有源区和辅助有源区的硅衬底中进行第一次p型离子注入；d.在硅衬底上形成光阻层，经过曝光和显影后，在光阻层上形成开口；e.以光阻层为掩膜，经由开口向辅助有源区的硅衬底中进行第二次p型离子注入；f.在有源区和辅助有源区的硅衬底上形成栅氧化层；g.在硅衬底上形成栅极、源极和漏极，其中栅极与有源区的重叠部分为沟道。2. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于待曝光 辅助有源区图形的长度为沟道长度的20%~30% ，宽度为沟道宽度的 20%~30%。3. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于所述p 型离子为硼。4. 根据权利要求3所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于第二次 注入p型离子的剂量为5.OE 11 /cm2 1 .OE 13/cm2。5. 根据权利要求4所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于第二次 注入p型离子的能量为100 keV 200keV。6. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于第一次 注入p型离子的剂量为1 .OE 13/cm2 1 .OE 14/cm2 。7. 根据权利要求6所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于第一次 注入p型离子的能量为500keV 1000keV。8. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于步骤b 包括将待曝光有源区图形、待曝光隔离区图形和待曝光辅助有源区图形转 移至光罩上，形成有源区图形、隔离区图形和辅助图形；将光罩上的有源区图形、隔离区图形和辅助图形转移至硅衬底上形成 有源区、隔离区和辅助有源区。9. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于用炉管 氧化法形成栅氧化层。10. 根据权利要求9所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于所述栅 氧化层的厚度为300埃 600埃。11. 根据权利要求l所述的高压MOS晶体管的制作方法，其特征在于步骤g 包括在栅氧化层上形成多晶硅层，作为栅极；以栅极为掩膜，在栅极两侧的硅衬底中注入n型离子，形成源极和漏极；在多晶硅层上形成金属硅化物层，金属硅化物层、多晶硅层和栅氧化 层组成栅极结构；在栅极结构两侧形成间隙壁。12. —种高压MOS晶体管的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡巧明，辛春艳，卢普生，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]