一种晶体管装置制造方法及图纸

一种在低压ＣＭＯＳ处理过程中不用额外的处理步骤即可产生高压ＣＭＯＳ晶体管的方法。该高压ＭＯＳ晶体管意于用作模拟线驱动器并在用作低压ＡＤ／ＤＡ转换器的同一硅区上产生。这样，低压块和高压块就可直接彼此兼容，例如具有相同的阈值电压，这种方法也使总方案的设计得以简化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及一种CMOS处理过程，更具体地说，涉及一种在CMOS处理过程中产生高电压MOS晶体管的方法。在中心办公室，有一个带有模拟前端的单独的ADSL卡，包含例如高速AD/DA转换器、线路驱动器和接收器。为实现速度和信噪比方面所需要的性能，线路驱动器必须以10V以上的供电电压进行工作。与此同时，对于AD/DA部分又必须使用现代混合信号技术，它使用亚微米通道长度。这种技术通常不能工作在5V以上。所以使用双极技术在单独的芯片上实现线路驱动器，而使用适于现代AD/DA设计的普通CMOS技术来实现模拟前端的其余部分。如果对标准的CMOS处理过程添加额外的处理步骤，当然有可能在同一芯片上包括线路驱动器作为模拟前端的其余部分，但与标准技术相比，这一过程会更复杂和更昂贵。例如，这可使用Bi COMS处理过程来完成，即包括双极和CMOS晶体管二者的一个过程，这里双极部分被优化以适用于线路驱动器。然而，如前所述，与单个CMOS过程相比，这一过程更昂贵和复杂。还可使用双栅极CMOS过程来实现，它包括带有两个不同栅极氧化物的CMOS装置。于是，较厚的栅极氧化物将能应付较高的电压。当然，这一过程也更复杂。再有，使用这类CMOS装置将难于得到ADSL所必须的性能，因为较厚的栅极氧化物在高频处理降低了性能。再一种途径将是对该过程增加一个LDMOS，这里通过在n阱内部添加一个额外的P掺杂区来设置通道长度和阈值电压，于是需要额外的处理步骤，而低电压装置和高电压装置将得到不同的阈值电压。这一点的实现在于修改MOS晶体管的设计，使该处理过程所包括的高电压MOS晶体管有与低电压n通道MOS晶体管类似的频率性能和相同的阈值电压。添加高电压MOS晶体管，但无需对处理流程添加任何额外的掩盖步骤或其他步骤。相反，电压分布在一个扩展的场区域内部，它包含的n阱掺杂剂与为低电压PMOS晶体管所形成的相同。于是，在同一CMOS处理过程中，在同一基片上与低电压NMOS晶体管和低电压PMOS晶体管一起生产出高电压MOS晶体管。再有，对于低电压晶体管，供电电压能被降低，却不改变高电压晶体管的击穿电压能力。图2是附图说明图1所示带有掩膜2和开口3的衬底的顶视图。图3是带有掩膜2和开口3的衬底1的截面图，这是对高电压MOS晶体管和低电压PMOS晶体管分别已产生了n阱区域4和5之后的情况。n阱4和5是通过掩膜2中的开口3在衬底上掺杂形成的。例如，这种掺杂可利用磷的离子注入来完成。在一个CMOS处理过程中，n阱区域是定义PMOS晶体管位置的区域。根据本专利技术，用于创建漏极区的注入和掩膜列与创建分配高电压晶体管电压电位的区域所用的注入和掩膜是相同的。在一个未显示出的步骤中，掩膜2从衬底1上被清除，并在衬底上沉积一个保护膜，例如硅的氮化物(Si3N4)保护膜。图4是在已经去掉了保护膜的一些部分之后衬底1的截面图。保护膜的剩余部分6位于高电压MOS晶体管以及低电压NMOS和PMOS晶体管的源、栅和漏极区域所要确定的位置。低电压NMOS晶体管要位于高电压MOS晶体管和低电压PMOS晶体管之间。接下来，衬底1暴露于氧化性气体中，以在未被保护膜6复盖的区域上产生氧化物。在图5中，这些氧化物区域用7表示。在硅基片上建立一个氧化物区域的这一方法是公知的，称作LOCOS(硅的局部氧化)。在S.Wolf的“VLSI时代的硅处理，第二卷-过程集成”(ISBN 0-961672-4-5，Lattice出版社，加利福尼亚，1990，第17-44页)中描述了LOCOS氧化。LOCOS技术被正式地应用于几乎所有的CMOS处理过程，以使各晶体管彼此横向分离。这一技术通常用于创建有源区域，即晶体管要位于的地方。根据本专利技术，这一步骤还确定了晶体管的电压分布区域部分。氧化物的厚度通常在4000和15000 A.U.之间。图6是基片1在已经氧化之后，即在图5所示同一步骤之后，基片1的顶视图。左侧的小方框13指出要确定为n-阱5触点的位置。图7显示的步骤表明已分别为高电压MOS晶体管、低电压NMOS晶体管以及低电压PMOS晶体管确定了栅极区域8、9和10。为确定栅极区域，已去除了图5中所示保护膜的一些部分6，并已在衬底1上产生了薄的栅极氧化物(来画出)。在该栅极氧化物(未画出)上，已沉积了一层多晶硅(多晶Si)并形成图案，以确定栅极区域8、9和10。从图7中可见，高电压MOS晶体管的栅极区域8部分地扩展到氧化物7上的n阱4的上方。多晶硅层的通常厚度在200至600nm之间。根据本专利技术，用于低电压PMOS晶体管的同一栅极结构，即栅极材料和下层的栅极氧化物，也同样用于高电压MOS晶体管。再有，高电压MOS晶体管的沟道区(channel region)所在的区域内的掺杂浓度看起来与低电压NMOS晶体管的沟道区相同。于是，高电压MOS晶体管也将有与低电压NMOS晶体管相同的阈值电压。下一个步骤示于图8。在这一步骤中确定了n+区，该区确定了低电压NMOS晶体管的漏极和源极以及与n阱的触点(在截面图中未画出)所对应的区域。这同一步骤也用于确定高电压MOS晶体管的源极和漏极。在图9中所示的下一步骤中确定P+区。这些区域确定要产生低电压PMOS晶体管的漏极和源极所对应的区域。由图10可见，高电压MOS晶体管的截面与低电压晶体管的截面相同。这样，为在通常的CMOS处理过程中产生高电压MOS晶体管，不需要额外的掩盖步骤或任何其他处理步骤。如从图10中的切口1’和1”可见，高电压MOS晶体管的源极区与低电压NMOS晶体管的源极区相同。从图10中的切口2’和2”可见，高电压MOS晶体管的沟道区与低电压NMOS晶体管的沟道区相同。从图10中的切口3’和3”分别可见，高电压MOS晶体管的电压分布区的第一部分与低电压PMOS晶体管的沟道区相同。对电压分布区其余部分的确定是使栅极(即多晶硅)在较厚氧化物的顶部上延伸并使n阱限定在整个这一区域内。这一区域没有任何部分必须得由额外的处理步骤或额外的掩膜来确定，而是由该处理流程中已经存在的处理过程序列和掩膜完全确定。高电压MOS晶体管的漏极区(图10中的切口4’)与到低电压PMOS晶体管n阱的接触区(图10中未画出)相同。图11显示在不包括后续步骤(如金属化和钝化)的情况下顶视所见的布局情况。高电压MOS晶体管最好是做成对称的，即以漏极区(在图10中的切口4’处)的中央为镜像，从而使整个漏极区由栅极区和源极区包围，如图12所示。图12显示一高电压MOS晶体管的截面图，该高电压MOS晶体管围绕漏极区在其中央对称。按照条约第19条的修改1.同时使用高电压MOS晶体管作为线路驱动器以及低电压NMOS晶体管和低电压PMOS晶体管作为AD/DA转换器，这些晶体管是在同一CMOS处理过程中在一衬底上产生的，该处理过程包含如下步骤在衬底上产生一掩膜，以其开口确定用于高电压晶体管和低电压PMOS晶体管的n阱区在衬底中所在的位置；通过所述掩膜开口对衬底掺杂，以在同一处理步骤中产生高电压晶体管和低电压PMOS晶体管二者的n阱区；去除该掩膜；在该衬底上沉积一个保护膜；对高电压晶体管以及低电压晶体管二者的源极、栅极和漏极区所在处以外的地方去掉该保护膜；使该衬底暴露于氧化性气体中，以在未被保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在ＣＭＯＳ处理过程中在一衬底上与低电压ＮＭＯＳ晶体管和低电压ＰＭＯＳ晶体管一起产生高电压ＭＯＳ晶体管的方法，包括： 在衬底上产生一掩膜，以其开口确定用于高电压ＭＯＳ晶体管和低电压ＰＭＯＳ晶体管的ｎ阱区在衬底中的所在位置； 通过所述掩膜开口对衬底掺杂，以在同一处理步骤中产生高电压ＭＯＳ晶体管和低电压ＰＭＯＳ晶体管二者的ｎ阱区； 去除该掩膜； 在该基片上沉积一个保护膜； 对高电压ＭＯＳ晶体管以及低电压ＮＭＯＳ和ＰＭＯＳ晶体管二者的源极、栅极和漏极区所在处以外的地方去掉该保护膜； 使该衬底暴露于氧化性气体中，以在未被保护膜复盖的区域上产生氧化物； 去掉保护膜的其余部分； 通过在衬底上产生薄的栅极氧化物以及在其上沉积多晶硅层和使该多晶硅层形成图案，来为高电压ＭＯＳ晶体管以及低电压ＮＭＯＳ和ＰＭＯＳ晶体管二者确定栅极区， 在同一处理步骤中，确定低电压ＮＭＯＳ晶体管和高电压ＭＯＳ晶体管二者的漏极区和源极区所对应的ｎ↑［＋］区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】SE 1999-4-15 9901345-01.一种在CMOS处理过程中在一衬底上与低电压NMOS晶体管和低电压PMOS晶体管一起产生高电压MOS晶体管的方法，包括在衬底上产生一掩膜，以其开口确定用于高电压MOS晶体管和低电压PMOS晶体管的n阱区在衬底中的所在位置；通过所述掩膜开口对衬底掺杂，以在同一处理步骤中产生高电压MOS晶体管和低电压PMOS晶体管二者的n阱区；去除该掩膜；在该基片上沉积一个保护膜；对高电压MOS晶体管以及低电压NMOS和PMOS晶体管二者的源极、栅极和漏极区所在处以外的地方去掉该保护膜；使该衬底暴露于氧化性气体中，以在未被保护膜复盖的区域上产生氧化物；去掉保护膜的其余部分；通过在衬底上产生薄的栅极氧化物以及在其上沉积多晶硅层和使该多晶硅层形成图案，来为高电压MOS晶体管以及低电压NMOS和PMOS晶体管二者确定栅极区，在同一处理步骤中，确定低电压NMOS晶体管和高电压MOS晶体管二者的漏极区和源极区所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A瑟德贝里，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]