一种高压BCD器件的制备方法技术

一种高压ＢＣＤ器件的制备方法，属于半导体制造技术领域。包括以下步骤：生长外延；制备Ｎｗｅｌｌ；制备Ｐｗｅｌｌ；制备Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］；高温推结；制备Ｐｂａｓｅ；制备Ｐｂｏｄｙ；制备Ｐｗｅｌｌ２制备Ｐｃｈｓｔｏｐ；制备Ｎｃｈｓｔｏｐ；高温推结；制备场氧；制备栅及场板；制备ＰＳＤ；制备ＮＳＤ；制备欧姆孔；制备薄膜电阻；形成金属层；制备钝化层；制备ＰＡＤ。通过本发明专利技术可在同一芯片上制作高压ＤＭＯＳ、高压采样、低压ＢＪＴ、低压ＣＭＯＳ、Ｎ型和Ｐ型两种电容、阱电阻以及精确薄膜电阻等器件。可制作更高耐压的ＤＭＯＳ器件和采样器件，可制作性能较好的双极器件，可提供包括精确修调电阻在内的两种电阻以及两种类型的电容，电路设计者可以根据需要进行灵活选择。本发明专利技术还具有普适性和不同ＩＣ生产线可移植性好，高低压器件兼容性好，成本相对较低等优点。

【技术实现步骤摘要】

一种高压BCD (BJT/CMOS/DMOS)器件的制备方法，属于半导体
中的半导体 制造技术。本
中高压器件指耐压达600V以上的功率器件。
技术介绍
专业术语说明Nwell:惨N型杂质的阱；Pwell:掺P型杂质的阱；Deep-N+:掺N型杂质的深注入区； Pbase: P型掺杂区I; Pbody: P型掺杂区II; Pwell2: P型掺杂区III; Nchstop: N型沟道截止环区；Pchstop: P型沟道截止环区；Active:有源区；Poly:多晶硅区；NSD: N型重掺杂区；PSD: P型重掺杂区；Omicont:欧姆孔区；TiW/SiCr:薄膜电阻区；Metal:金属区；Pad:压焊点区。BCD工艺是一种能够在同一芯片上制作BJT、 CMOS和DMOS器件的单片集成工艺技术， 1986年由意法半导体(ST)公司率先研制成功。BCD工艺把BJT、 CMOS和DMOS器件同时制 作在同一芯片上， 一方面它综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低 功耗的优点，使其互相取长补短，发挥各自的优点；另一方面它集成了DMOS功率器件，DMOS 可以在开关模式下工作，功耗极低，在不需要昂贵的封装和冷却系统的情况下，就可以将功 率传递给负载。整合过后的BCD工艺流程，可大幅降低功率耗损，提高系统性能，大大减小 系统体积，并具有更好的可靠性。由于BCD工艺中器件种类多，必须做到高压器件和低压器件的兼容；双极工艺和CMOS 工艺的相兼容，尤其是要选择合适的隔离技术；为控制制造成本，必须考虑光刻版的兼容性。 考虑到器件各区的特殊要求，为减少工艺制造用的光刻版，应尽量使同种掺杂能兼容进行。 因此，需要精确的工艺模拟和巧妙的工艺设计，有时必须在性能与集成兼容性上作折中选择。 功率输出级DMOS管是此类电路的核心，往往占据整个芯片面积的1/2 2/3，它是整个集成 电路的关键。DMOS与CMOS器件结构类似，也有源、漏、栅等电极，但是漏端击穿电压高， 需要加入提高器件耐压的工艺来使DMOS耐压满足要求。目前，国内并没有高压BCD工艺的的专利。国外有少量相关专利，其中"METHOD OF MAKING HIGH-VOLTAGE BIPOLAR/CMOS/DMOS(BCD) DEVICES "(专利号为 US7341905B2)是一项基于P型称底，可制作BJT、 CMOS禾B DMOS器件的集成电路工艺专 利。该专利中首先形成NWELL，刻蚀有源区，形成P-Field区；然后制作栅氧，P型杂质注入，调节阈值电压；多晶硅栅淀积；形成Pbase区、N漂移区以及以P-top区；进行P+和N+ 注入，最后刻蚀接触孔，淀积金属，形成钝化层。该工艺可制作高压DMOS、N-JFET和L-IGBT 以及低压CMOS和BJT。此工艺方法仅可制作耐压为600V的高压器件，在某些高压应用场 合会受到限制；该工艺不能制作精确的电阻，给电路设计带来不便。
技术实现思路
本专利技术提供一种可在同一硅片上集成高压DMOS、高压采样、低压BJT、低压CMOS、 N型和P型两种电容、阱电阻以及精确薄膜电阻等器件的工艺方法。该工艺有以下优点可 集成高耐压的DMOS和采样器件、可制作精确的薄膜电阻、高低压器件兼容性好，普适性和 不同IC生产线可移植性好，成本相对较低等。本专利技术首先在P型衬底1::::制作N:BL埋层，生长P型外延。进行Nwell注入、Pwdl注入 以及Deep-N+注入；然后进行Pbase注入、Pwel12注入、:Pbody注入以及Nchstop和:Pchstop 注入；刻蚀有源区，生长多晶硅栅；进行N+和P+注入；欧姆孔刻蚀；TiW/Si&溅射、刻蚀； 最后通过金厲溅射、刻蚀，形成金属连线，淀积钝化层，刻蚀PAD。本专利技术可制作更高耐压的DMOS器件和采样器件，可制作性能较好的双极器件，i'r捉供包括精确修调电阻在内的两种电阻以及两种类型的电容，电路设计者可以根朴;^嬰进行乂活选扦。本专利技术还:JI有普适性 和不同IC生产线可移植性好，高低压器件兼容性好，成本相对较低等优点。本专利技术技术方案如下一种高压BCD器件的制备方法，如图l所示，包括以下的工艺步骤步骤l:生长外延。采用P型硅衬底，在Bipolar区和阱电阻区釆用As光刻版进行光刻， 砷注入，并高温推结形成NBL埋层，最后生长P型外延。步骤2:制备Nwell。在高压DMOS区、采样器件区、PMOS区、Bipolar区、N阱电容 区和阱电阻区采用Nwell光刻版进行光刻，磷注入，形成Nwell。步骤3:制备Pwell。在NMOS区和P阱电容区采用Pwell光刻版进行光刻，硼注入，形 成Pwell。步骤4:制备Deep-N+。在Bipolar集电极区采用Deep-N+光刻版进行光刻，Deep-N+磷注 入，形成Deep-N+。步骤5:高温推结。对Nwell、Pwe11以及Deep-N+同时进行高温推结，保证Nwell和Deep-N+ 与NBL交叠。步骤6:制备Pbase。在Bipolar基极区以及阱电阻区采用Pbase光刻版进行光刻，硼注 入，然后进行高温推结形成Pbase。步骤7:制备Pbody。在高压DMOS部分区采用Pbody光刻版进行光刻，硼注入，形成Pbody。步骤8:制备Pwdl2。在高压DMOS和采样器件部分区域采用Pwel12光刻版进行光刻， 硼注入，形成Pwel12。步骤9:制备Pchstop。在NMOS周围、高压DMOS和采样器件周围、Bipolar周围和N 阱电容区采用Nchstop光刻版进行光刻，硼注入，形成Nchstop。步骤10:制备Nchstop。在PMOS周围和P阱电容区采用Pchstop光刻版进行光刻，磷 注入，形成Pchstop区。步骤ll:高温推结。对Pbody、 Pwell2和沟道截止环区同时进行高温推结。步骤12:制备场氧。整个硅片进行LPCVD氮化硅淀积，在需要制作器件的区域采用Active光刻版进行有源区刻蚀，高压氧化形成场氧。步骤13:制备栅及场板。在有源区生长栅氧，多晶硅淀积、掺杂，并采用Poly光刻版进行刻蚀形成MOS管的栅和高压终端场板。步骤14:制备PSD。在PMOS的源漏、电阻的引出端、Bipolar的基区、高压DMOS和采样器件的称底接触区、P阱电容的称底接触区以及N阱电容的引出端采用PSD光刻版进行光刻，并进行P+硼注入，形成PSD。步骤15:制备NSD。在高压DMOS和采样器件的源漏、NMOS的源漏、Bipolar的集电极和发射极、PMOS的称底接触区、电阻和N阱电容的称底接触区以及P阱电容的引出端采用NSD光刻版进行光刻，并进行N+磷注入，制备NSD。步骤16:制备欧姆孔。在芯片需要接引线的区域采用Omicont光刻版进行欧姆孔刻蚀。 步骤17:制备薄膜电阻。在需要精确电阻的区域进行TiW/SiCr溅射，并采用TiW/SiCr光刻版进行刻蚀形成精确的薄膜电阻。步骤18:形成金属层。金属溅射，采用Metal光刻版刻蚀，形成金属引线。步骤19:制备钝化层。二氧化硅和氮化硅淀积、刻蚀形成钝化层。步骤20:制备PAD。采用Pad光刻版在芯片上用来接外围电路的位置刻蚀PAD。本专利技术共采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压ＢＣＤ器件的制备方法，包括以下的工艺步骤：　步骤１：生长外延；采用Ｐ型硅衬底，在Ｂｉｐｏｌａｒ区和阱电阻区采用Ａｓ光刻版进行光刻，砷注入，并高温推结形成ＮＢＬ埋层，最后生长Ｐ型外延；　步骤２：制备Ｎｗｅｌｌ；在高压ＤＭＯＳ区、采样器件区、ＰＭＯＳ区、Ｂｉｐｏｌａｒ区、Ｎ阱电容区和阱电阻区采用Ｎｗｅｌｌ光刻版进行光刻，磷注入，形成Ｎｗｅｌｌ；　步骤３：制备Ｐｗｅｌｌ；在ＮＭＯＳ区和Ｐ阱电容区采用Ｐｗｅｌｌ光刻版进行光刻，硼注入，形成Ｐｗｅｌｌ；　步骤４：制备Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］；在Ｂｉｐｏｌａｒ集电极区采用Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］光刻版进行光刻，Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］磷注入，形成Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］；　步骤５：高温推结；对Ｎｗｅｌｌ、Ｐｗｅｌｌ以及Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］同时进行高温推结，保证Ｎｗｅｌｌ和Ｄｅｅｐ－Ｎ↑［＋］与ＮＢＬ交叠；　步骤６：制备Ｐｂａｓｅ；在Ｂｉｐｏｌａｒ基极区以及阱电阻区采用Ｐｂａｓｅ光刻版进行光刻，硼注入，然后进行高温推结形成Ｐｂａｓｅ；　步骤７：制备Ｐｂｏｄｙ；在高压ＤＭＯＳ部分区采用Ｐｂｏｄｙ光刻版进行光刻，硼注入，形成Ｐｂｏｄｙ；　步骤８：制备Ｐｗｅｌｌ２；在高压ＤＭＯＳ和采样器件部分区域采用Ｐｗｅｌｌ２光刻版进行光刻，硼注入，形成Ｐｗｅｌｌ２；　步骤９：制备Ｐｃｈｓｔｏｐ；在ＮＭＯＳ周围、高压ＤＭＯＳ和采样器件周围、Ｂｉｐｏｌａｒ周围和Ｎ阱电容区采用Ｎｃｈｓｔｏｐ光刻版进行光刻，硼注入，形成Ｎｃｈｓｔｏｐ；　步骤１０：制备Ｎｃｈｓｔｏｐ；在ＰＭＯＳ周围和Ｐ阱电容区采用Ｐｃｈｓｔｏｐ光刻版进行光刻，磷注入，形成Ｐｃｈｓｔｏｐ区；　步骤１１：高温推结；对Ｐｂｏｄｙ、Ｐｗｅｌｌ２和沟道截止环区同时进行高温推结；　步骤１２：制备场氧；整个硅片进行ＬＰＣＶＤ氮化硅淀积，在需要制作器件的区域采用Ａｃｔｉｖｅ光刻版进行有源区刻蚀，高压氧化形成场氧；　步骤１３：制备栅及场板；在有源区生长栅氧，多晶硅淀积、掺杂，并采用Ｐｏｌｙ光刻版进行刻蚀形成ＭＯＳ管的栅和高压终端场板；　步骤１４：制备ＰＳＤ；在ＰＭＯＳ的源漏、电阻的引出端、Ｂｉｐｏｌａｒ的基区、高压ＤＭＯＳ和采样器件的称底接触区、Ｐ阱电容的称底接触区以及Ｎ阱电容的引出端采用ＰＳＤ光刻版进行光刻，并进行Ｐ＋硼注入，形成ＰＳＤ；　步骤１５：制备ＮＳＤ；在高压ＤＭＯＳ和采样器件的源漏、ＮＭＯＳ的源漏、Ｂｉｐｏｌａｒ的集电极和发射极、ＰＭＯＳ的称底接触...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，王宇，张波，李肇基，任良彦，吴海舟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[]