纵向沟道ＳＯＩ　ＬＤＭＯＳ的ＣＭＯＳ　ＶＬＳＩ集成制作方法技术

本发明专利技术涉及纵向沟道ＳＯＩ?ＬＤＭＯＳ的ＣＭＯＳ?ＶＬＳＩ集成制作方法。现有方法制作的ＳＯＩ?ＬＤＭＯＳ器件没有纵向沟道结构及与之对应的优异性能。本发明专利技术通过采用沟槽刻蚀技术实现纵向栅和栅场板结构、台阶式沟槽漏极结构，阱掺杂调整为逆向掺杂分布的离子注入阱和阱欧姆接触掺杂工艺，在源区掺杂的同时进行栅极和漏极掺杂的方法来实现。本发明专利技术采用现有ＳＯＩ?ＣＭＯＳ?ＶＬＳＩ工艺技术，在稍微增加工艺复杂度与工艺成本条件下使集成功率与射频ＳＯＩＬＤＭＯＳ器件的电学与热学性能得到显著改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，涉及纵向沟道SOI (绝缘层上半导体)LDM0S(横向双 注入金属-氧化物-半导体场效应晶体管)器件的SOI (绝缘层上半导体)CMOS (互补金 属_氧化物_半导体)VLSI (超大规模集成电路)的集成制作方法。
技术介绍
SOI LDMOS器件由于其较小的体积、重量，很高的工作频率，较高的工作温度和较 强的抗辐照能力，较低的成本和较高的可靠性，作为无触点功率电子开关、功率驱动器或者 RF功率放大晶体管在智能电力电子、高温环境电力电子、空间电力电子、交通工具电力电子 和通信等
中具有广泛应用。SOI CMOS VLSI工艺技术由于其工艺成熟度高、介质隔 离性能好、隔离工艺较简单、便于三维集成、便于微光机电和功率与射频单片系统集成、便 于提高集成密度和集成性能等优点，在VLSI制造、SOC(单片集成系统)制造、SPIC(智能功 率集成电路)制造和TDIS (三维集成系统)制造等领域具有广泛应用。现有SOI LDMOS器 件多为横向沟道器件，通过SOI CM0SVLSI技术制作，其工艺方法如下1.在某种导电类型硅圆片的一侧表面下一定深度处形成隐埋绝缘层，将该硅圆片 完全隔离为两个半导体区，其中，较厚的一侧作为衬底，较薄的一侧作为顶层硅膜用于制作 器件和电路；2.将抛光好的顶层硅膜经第一次氧化、第一次氮化、第一次光刻形成隔离区窗口， 将隔离区中的硅膜采用LOCOS(硅局部氧化工艺)或者DTI (深槽隔离工艺)去除，形成隔 离绝缘层与隐埋绝缘层结合为一体的隔离氧化层，将顶层硅膜隔离为若干个硅岛；3.然后在硅岛上相隔足够距离刻蚀出相互平行但垂直于隔离绝缘层的窗口，通过 窗口掺入与顶层硅膜导电类型要求相同的杂质，获得一种浓度更高的与顶层硅膜导电类型 相同的半导体区域作为缓冲区，并去除顶层硅膜表面绝缘层；4.将顶层硅膜第二次氧化、第三次光刻形成相互平行且垂直于隔离绝缘层的窗 口，其中一半位于缓冲区内，另一半位于缓冲区之间，在相邻的两个窗口之间形成场氧化绝 缘层。进而进行薄栅氧化形成栅氧化层，淀积多晶硅，第四次光刻形成多晶硅栅极、场板和 互连线；5.第五次光刻形成阱掺杂窗口，然后进行阱注入掺杂并高温退火推进形成与顶层 硅膜导电类型相反的具有一定杂质浓度分布的阱区；6.然后进行第六次光刻形成阱区内的源极区掺杂窗口和缓冲区内的漏极区掺杂 窗口，进行掺杂并退火形成与阱区导电类型相反的重掺杂源极区和与缓冲区掺杂类型相同 的重掺杂漏极区；7.进而进行第七次光刻形成阱区欧姆接触掺杂窗口，并进行掺杂和快速退火形成 这阱欧姆接触重掺杂，导电类型与阱区的相同；8.再然后进行第八次光刻形成电极弓I线接触孔窗口，接着进行金属薄膜生长或淀 积，并进行九次光刻形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和压焊点； 9.最后淀积绝缘钝化层，刻蚀金属压焊点接触窗口，进行引脚压焊及封装。该SOI LDMOS器件导通时，其导电沟道位于顶层正表面，且为横向沟道，栅场板覆 盖于较厚的场氧化层上，导致通态电流向漂移区正表面集中，扩展电阻大，漂移区电导调制 效应不均勻，通态电阻大，通态压降高，通态电流小，而通态功耗高，器件工作效率低，温升 快，不利于提高器件和系统可靠性、节省能源与保护环境。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种纵向沟道SOI LDMOS的CMOS VLSI 集成制作方法，从而有助于实现集成纵向沟道SOI LDMOS器件。本专利技术方法的具体步骤是1.选取抛光好的SOI圆片作为初始材料，该SOI圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区，两个半导体区中厚的一个为P型作为衬底，薄的一个为N型作为顶层硅膜用 于制作器件和电路；2.将顶层硅膜表面第一次氧化，氧化层厚度为50 lOOnm，在氧化层上表面淀积 氮化硅，氮化硅层厚度为300 500nm，所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面，氮化硅完 全覆盖氧化层上表面；采用漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次光刻，将窗口区中的氮化硅 层和氧化层依次刻除形成漏极沟槽区刻蚀窗口，将漏极沟槽区刻蚀窗口中裸露的顶层硅膜 采用LOCOS (局部氧化工艺)方法或者浅槽刻蚀(STE)方法刻蚀出漏极沟槽区，漏极沟槽区 为顶层硅膜上的矩形槽，然后依次去除漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶、氮化层和氧化层， 并洗净烘干；3.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化，氧化层厚度为200 300nm，然后 利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第二次光刻，刻除裸露的氧化层，形成 缓冲区掺杂窗口，在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入N型杂质，缓冲区掺杂窗口 内的掺入N型杂质的顶层硅膜作为缓冲区；将顶层硅膜表面氧化层全部去除，洗净烘干；4.将裸露的顶层硅膜的上表面进行第三次氧化，氧化层厚度为200 300nm，然 后利用设计的沟槽栅区掩膜版掩膜，采用深槽刻蚀(DTE)方法依次对裸露的氧化层及氧化 层下方的顶层硅膜进行第三次光刻，形成深沟槽，深沟槽的底部为隐埋绝缘层的上表面；然 后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干；对深沟槽的内壁进行第四次氧化，氧化层厚度为 50 lOOnm，采用腐蚀方法进行第四次刻蚀，去除深沟槽内壁表面的氧化层以消除机械损 伤，清洗烘干；5.对裸露的硅表面进行第五次氧化，在深沟槽内壁上形成厚度为20 40nm的氧 化层，深沟槽内壁上的氧化层作为纵向栅介质薄膜，顶层硅膜上表面和漏极沟槽区侧壁也 被氧化层覆盖；然后采用化学气相淀积(CVD)方法进行多晶硅淀积形成纵向多晶硅栅，采 用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化，洗净烘干；6.对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第六次氧化，利用设计 的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第五次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的氧化层，在 多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极沟槽区域中开出沟槽漏极掺杂窗口，窗口 之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层；然后在多晶硅栅掺杂窗口和沟槽漏极掺杂窗口 内通过离子注入方法进行N型杂质重掺杂，采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子，形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶 式漏极区；然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的台阶式漏极区的氧化 层，洗净烘干；7.采用设计的P阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻，采用腐蚀方 法去除裸露的氧化层在紧靠栅介质层的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口 ；采用离子注入 方法进行P阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多 的半导体区一P阱区；然后采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘干；8.采用设计的P阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻，在 P阱区内远离栅介质层一侧形成P阱欧姆接触掺杂窗口，然后采用离子注入方法掺入P型 杂质形成与P阱掺杂类型相同的重掺杂P阱欧姆接触区，采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘 干；然后进行高温退火以恢复P阱区和P阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子；9.采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻，采用腐蚀方 法去除裸露的氧化层在P阱区内紧靠栅介质层一侧形成源区掺杂窗口，采用离子注入方法 进行源区N型重掺杂，采用腐蚀方法去除光刻胶，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
纵向沟道ＳＯＩＬＤＭＯＳ的ＣＭＯＳＶＬＳＩ集成制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（１）选取抛光好的ＳＯＩ圆片作为初始材料，所述的ＳＯＩ为绝缘层上半导体，该ＳＯＩ圆片通过隐埋绝缘层完全隔离为两个半导体区，两个半导体区中厚的一个为Ｐ型作为衬底，薄的一个为Ｎ型作为顶层硅膜用于制作器件和电路；（２）将顶层硅膜表面第一次氧化，氧化层厚度为５０～１００ｎｍ，在氧化层上表面淀积氮化硅，氮化硅层厚度为３００～５００ｎｍ，所述的氧化层完全覆盖顶层硅膜上表面，氮化硅完全覆盖氧化层上表面；采法去除裸露的氧化层在紧靠栅介质层的顶层硅膜上表面形成Ｐ阱掺杂窗口；采用离子注入方法进行Ｐ阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高得多的半导体区－－Ｐ阱区；然后采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘干；（８）采用设计的Ｐ阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻，在Ｐ阱区内远离栅介质层一侧形成Ｐ阱欧姆接触掺杂窗口，然后采用离子注入方法掺入Ｐ型杂质形成与Ｐ阱掺杂类型相同的重掺杂Ｐ阱欧姆接触区，采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘干；然后进行高温退火以恢复Ｐ阱区和Ｐ阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子；（９）采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第八次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在Ｐ阱区内紧靠栅介质层一侧形成源区掺杂窗口，采用离子注入方法进行源区Ｎ型重掺杂，采用腐蚀方法去除光刻胶，然后进行快速热退火形成Ｎ型重掺杂源区；（１０）采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽内壁表面进行第九次光刻，在重掺杂多晶硅栅极区沟槽内壁和上方形成栅极和栅场板电极窗口，在Ｎ型重掺杂源区和Ｐ阱欧姆接触区并按照降低表面电场规则覆盖紧邻Ｐ阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成源极和源场板电极窗口，在台阶式重掺杂漏极区沟槽上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻台阶式重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口；然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积，并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第十次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点；（１１）在上表面淀积绝缘钝化层，采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十一次光刻，刻除裸露的绝缘钝化层，去除光刻胶，洗净烘干，在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口，用于进行引脚压焊及封装。用漏极沟槽区掩膜版掩膜进行第一次...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，苏步春，张亮，孙玲玲，张帆，李文钧，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]