基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法技术

本发明专利技术提供一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法，包括步骤：提供P型硅衬底，其上制作LOCOS，其划分为低压CMOS区域和高压LDNMOS区域；在LDNMOS区域注入磷并扩散，形成高压N阱；在CMOS区域进行双阱工艺，形成低压N阱及低压P阱；在LDNMOS区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层；依次形成多晶硅层和氮化硅层，依次刻蚀分别形成栅极和阻挡层；涂布光刻胶，经曝光和显影后露出LDNMOS的P型体区的注入位置；以光刻胶和阻挡层为掩模，分别以大于30°和小于7°的角度两次注入P型离子，形成LDNMOS的沟道；以栅极为对准标的，形成PMOS和NMOS的源区和漏区，以及LDNMOS的源区、漏区和P型体区接触端。本发明专利技术在栅极形成后采用大角度注入工艺形成沟道，无需长时间高温热过程，工艺互相兼容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，具体来说，本专利技术涉及一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS (Lateral Double Diffused NM0S，简称LDNM0S)的制作方法。
技术介绍
高压MOSFET驱动器件及其模块(12V 30V LDNMOS、DDDMOS、DECMOS等)广泛应用于LED背光驱动、马达驱动以及芯片控制等领域，是近年来的热门研究领域。其中，横向扩散结构的功率器件(Lateral Diffused MOSFET，简称LDM0S)是其中最流行的器件之一。传统的高横向双扩散NMOS (LDNMOQ是利用硼(P)与砷(As)离子同时注入，且在高温长时间热过程中硼比砷的扩散速度快的原理，形成固定长度的自对准P型沟道。该横向扩散结构的功率器件与传统的高压MOSFET器件例如DECMOS相比，虽然能获较短的自对准沟道尺寸来降低光刻对准水平的要求，并且由于沟道具有较高的浓度梯度， 防止了穿通的发生，提高驱动能力，但是传统LDNMOS的最大缺点在于其制造工艺难以与控制电路CMOS的制造工艺相整合。另外，随着CMOS集成电路制造工艺的快速发展，形成高压LDMOS器件沟道所必需的长时间高温热过程(Thermal Budget)对于高压LDMOS器件与低压CMOS器件的兼容性的影响将会显得尤为突出，而现有的技术还无法很好地将两者的工艺兼容起来。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散 NMOS的制作方法，形成沟道时不需要增加长时间的高温热过程，不影响低压CMOS器件，使两者的工艺互相兼容。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散 NMOS的制作方法，包括步骤提供P型硅衬底，在其上制作局部氧化隔离，所述P型硅衬底被划分为低压CMOS 区域和高压LDNMOS区域，所述低压CMOS区域还被划分为PMOS区域和NMOS区域；在所述高压LDNMOS区域注入N型杂质并作扩散，形成所述LDNMOS的高压N阱；在所述低压CMOS区域进行CMOS双阱工艺，在所述PMOS区域形成低压N阱以及在所述NMOS区域形成低压P阱；在所述高压LDNMOS区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层，在所述低压CMOS区域也同步形成栅氧层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域依次形成多晶硅层和氮化硅层，然后依次刻蚀所述多晶硅层和氮化硅层，分别形成栅极和栅极阻挡层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域涂布光刻胶，经过曝光和显影后露出所述LDNMOS栅极侧的P型体区的注入位置；以所述光刻胶和栅极阻挡层为掩模，分别以大于30°的大角度和小于V的小角度两次注入P型杂质，形成所述LDNMOS的沟道；以所述栅极为对准标的进行离子注入，形成所述PMOS和NMOS的源区和漏区，以及形成所述LDNMOS的源区、漏区和P型体区接触端。可选地，所述厚栅氧层的厚度为300埃，所述薄栅氧层的厚度为100埃。可选地，所述N型杂质为磷，所述P型杂质为硼。可选地，所述制作方法还包括在形成源区、漏区和/或P型体区接触端之后进行快速热退火。本专利技术还提供一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法，包括步骤提供P型硅衬底，其被划分为低压CMOS区域和高压LDNMOS区域，所述低压CMOS 区域还被划分为PMOS区域和匪OS区域；在所述高压LDNMOS区域注入N型杂质并作扩散，形成所述LDNMOS的高压N阱；在所述低压CMOS区域进行CMOS双阱工艺，在所述PMOS区域形成低压N阱以及在所述NMOS区域形成低压P阱；在所述P型硅衬底上制作局部氧化隔离，将所述PMOS区域、NMOS区域和LDNMOS区域彼此绝缘间隔开；在所述高压LDNMOS区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层，在所述低压CMOS区域也同步形成栅氧层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域依次形成多晶硅层和氮化硅层，然后依次刻蚀所述多晶硅层和氮化硅层，分别形成栅极和栅极阻挡层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域涂布光刻胶，经过曝光和显影后露出所述LDNMOS栅极侧的P型体区的注入位置；以所述光刻胶和栅极阻挡层为掩模，分别以大于30°的大角度和小于7°的小角度两次注入P型杂质，形成所述LDNMOS的沟道；以所述栅极为对准标的进行离子注入，形成所述PMOS和NMOS的源区和漏区，以及形成所述LDNMOS的源区、漏区和P型体区接触端。可选地，所述厚栅氧层的厚度为300埃，所述薄栅氧层的厚度为100埃。可选地，所述N型杂质为磷，所述P型杂质为硼。可选地，所述制作方法还包括在形成源区、漏区和/或P型体区接触端之后进行快速热退火。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术在LDNMOS的栅极形成后，采用大角度自对准的P型体区注入工艺形成沟道，不需要长时间的高温热过程，不影响低压CMOS器件，两者的工艺互相兼容。另外，本专利技术通过对P型体区注入角度的调节可以获取不同的沟道长度，工艺简单且可获得理想的大驱动电流。该方法使得单位面积能够实现较短的沟道长度，从而获得更佳的电流驱动以及导通能力。附图说明本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中图1为本专利技术一个实施例的基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法的流程示意图；图2为本专利技术另一个实施例的基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法的流程示意图；图3至图8为本专利技术一个实施例的基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作过程的剖面结构示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。图1为本专利技术一个实施例的基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法的流程示意图。如图所示，该高压横向双扩散NMOS(LDNMC^)的制作方法可以包括执行步骤S101，提供P型硅衬底，在其上制作局部氧化隔离，P型硅衬底被划分为低压CMOS区域和高压LDNMOS区域，低压CMOS区域还被划分为PMOS区域和NMOS区域；执行步骤S102，在高压LDNMOS区域注入N型杂质并作扩散，形成LDNMOS的高压N 阱；执行步骤S103，在低压CMOS区域进行CMOS双阱工艺，在PMOS区域形成低压N阱以及在NMOS区域形成低压P阱；执行步骤S104，在高压LDNMOS区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层，在低压CMOS区域也同步形成栅氧层；执行步骤S105，在低压CMOS区域和高压LDNMOS区域依次形成多晶硅层和氮化硅层，然后依次刻蚀多晶硅层和氮化硅层，分别形成栅极和栅极阻挡层；执行步骤S106，在低压CMOS区域和高压LDNMOS区域涂布光刻胶，经过曝光和显影后露出LDNMOS栅极侧的P型体区的注入位置；执行步骤S107，以光刻胶和栅极阻挡层为掩模，分别以大于30°的大角度和小于 V的小角度两次注入P型杂质，形成LDNMOS的沟道；执行步骤S108，以栅极为对准标的进行离子注入，形成PMOS和NMOS的源区和漏区，以及形成LDNMOS的源区、漏区和P型体区接触端。图2为本专利技术另一个实施例的基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法的流程示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于标准ＣＭＯＳ工艺的高压横向双扩散ＮＭＯＳ的制作方法，包括步骤：提供Ｐ型硅衬底，在其上制作局部氧化隔离，所述Ｐ型硅衬底被划分为低压ＣＭＯＳ区域和高压ＬＤＮＭＯＳ区域，所述低压ＣＭＯＳ区域还被划分为ＰＭＯＳ区域和ＮＭＯＳ区域；在所述高压ＬＤＮＭＯＳ区域注入Ｎ型杂质并作扩散，形成所述ＬＤＮＭＯＳ的高压Ｎ阱；在所述低压ＣＭＯＳ区域进行ＣＭＯＳ双阱工艺，在所述ＰＭＯＳ区域形成低压Ｎ阱以及在所述ＮＭＯＳ区域形成低压Ｐ阱；在所述高压ＬＤＮＭＯＳ区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层，在所述低压ＣＭＯＳ区域也同步形成栅氧层；在所述低压ＣＭＯＳ区域和高压ＬＤＮＭＯＳ区域依次形成多晶硅层和氮化硅层，然后依次刻蚀所述多晶硅层和氮化硅层，分别形成栅极和栅极阻挡层；在所述低压ＣＭＯＳ区域和高压ＬＤＮＭＯＳ区域涂布光刻胶，经过曝光和显影后露出所述ＬＤＮＭＯＳ栅极侧的Ｐ型体区的注入位置；以所述光刻胶和栅极阻挡层为掩模，分别以大于３０°的大角度和小于７°的小角度两次注入Ｐ型杂质，形成所述ＬＤＮＭＯＳ的沟道；以所述栅极为对准标的进行离子注入，形成所述ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ的源区和漏区，以及形成所述ＬＤＮＭＯＳ的源区、漏区和Ｐ型体区接触端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于标准CMOS工艺的高压横向双扩散NMOS的制作方法，包括步骤提供P型硅衬底，在其上制作局部氧化隔离，所述P型硅衬底被划分为低压CMOS区域和高压LDNMOS区域，所述低压CMOS区域还被划分为PMOS区域和NMOS区域；在所述高压LDNMOS区域注入N型杂质并作扩散，形成所述LDNMOS的高压N阱； 在所述低压CMOS区域进行CMOS双阱工艺，在所述PMOS区域形成低压N阱以及在所述 NMOS区域形成低压P阱；在所述高压LDNMOS区域依次形成厚栅氧层和薄栅氧层，在所述低压CMOS区域也同步形成栅氧层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域依次形成多晶硅层和氮化硅层，然后依次刻蚀所述多晶硅层和氮化硅层，分别形成栅极和栅极阻挡层；在所述低压CMOS区域和高压LDNMOS区域涂布光刻胶，经过曝光和显影后露出所述 LDNMOS栅极侧的P型体区的注入位置；以所述光刻胶和栅极阻挡层为掩模，分别以大于30°的大角度和小于7°的小角度两次注入P型杂质，形成所述LDNMOS的沟道；以所述栅极为对准标的进行离子注入，形成所述PMOS和NMOS的源区和漏区，以及形成所述LDNMOS的源区、漏区和P型体区接触端。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述厚栅氧层的厚度为300埃，所述薄栅氧层的厚度为100埃。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述N型杂质为磷，所述P型杂质为硼。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括在形成源区、漏区和/或P型体区接触端之后进行快速热退火。5.一种基于标准CMOS工艺的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，林威，
申请(专利权)人：上海先进半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31