高压晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种高压晶体管的制作方法，通过在其高压阱上方一次形成相互分离的第一虚拟栅极、第二虚拟栅极、工作栅极，可以省略在硅衬底有源区专门形成金属硅化物阻挡层的工艺步骤；进行离子注入形成高压晶体管的源、漏前，需在整个硅衬底上形成图形化光刻胶，当第一虚拟栅极、第二虚拟栅极与工作栅极的间隙较小时，相邻栅极之间的侧壁构成足够厚的层，此时相邻栅极之间可以不用覆盖光刻胶，直接以高压阱上相邻的栅极及相邻栅极之间的侧墙为掩膜在该区域实现自对准离子注入，简化了形成图形化光刻胶前制作掩膜版的工艺。基于所述制作方法，本发明专利技术还提供了一种高压晶体管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体管领域，特别是涉及高压晶体管领域。
技术介绍
高压器件是现代集成电路产业中重要的组成部分，其在电源管理、面板显示、工业控制等方面有着广泛的应用，其工作电压范围为十几伏到数百伏。高压器件的种类繁多，其中一种常见的P型高压晶体管的结构如图6所示，其具体的制作方法如图1至图5所示如图1所示，提供一 P型硅衬底，在所述P型硅衬底上第一次离子注入形成高压N 型阱11，在所述P型硅衬底上形成用于将N型高压阱11与其它有源区隔离的浅沟槽，在硅衬底上形成氧化物层以填充所述浅沟槽，然后进行化学机械抛光以平坦化氧化物层，形成填充有氧化物的浅沟槽隔离区12。如图2所示，在N型高压阱11上形成栅氧化层13，在栅氧化层13上淀积一层多晶硅，然后进行多晶硅掺杂，在多晶硅层上形成抗反射涂层，然后在抗反射涂层上形成图形化光刻胶，采用干法刻蚀形成高压晶体管栅极14，去掉所述图形化光刻胶及抗反射涂层。如图3所示，以浅沟槽隔离区12、高压晶体管栅极14为掩膜进行第二次离子注入形成轻掺杂区域15，掺杂的离子类型为P型杂质。其中，轻掺杂区域15的作用是增加高压晶体管在竖直方向(图示方向)的击穿电压。如图4所示，淀积一层二氧化硅，各向异性的刻蚀掉这层二氧化硅，刻蚀完成后残留在高压晶体管栅极14两侧的所述二氧化硅形成侧墙16。如图5所示，在整个硅衬底上形成图形化光刻胶，使部分轻掺杂区域15上方被光刻胶覆盖，并以浅沟槽隔离区12及高压晶体管栅极14为掩膜进行第三次离子注入，形成源 17、漏18，掺杂的离子类型为P型杂质，去掉光刻胶。源17、漏18在高压晶体管栅极14两侧对称布置，源17、漏18与高压晶体管栅极14之间在水平方向(图示方向)存在一定间隙， 这样可以避免源17、漏18在高浓度离子注入的形成过程中离子过于接近沟道，以致对沟道产生破坏作用从而减小高压晶体管水平方向(图示方向)上的击穿电压。一般的晶体管在形成栅、源、漏后，往往会利用溅射工艺在整个硅片表面淀积一层钴，然后对其进行退火处理，高温触发钴与硅发生反应并在表面形成金属硅化物硅化钴，此时钴不会与二氧化硅等绝缘物质发生反应，用化学方法去掉没有发生反应的钴，将钴的硅化物留在了硅片的表面。由于金属硅化物硅化钴是一种低阻抗的材料，因此一般的晶体管在形成过程中会在栅、源、漏上方形成这种金属硅化物以减小该区域形成的寄生电阻。但对于高压晶体管而言，为了提高其击穿电压，高压晶体管的某些区域上不需形成上述金属硅化物，例如栅、源、漏等有源区，因此，在形成晶体管的栅、源、漏后并在其他区域形成上述金属硅化物之前，会在高压晶体管的某些区域上方形成金属硅化物阻挡层，以增加该区域形成的寄生电阻，从而增大高压晶体管在该区域的击穿电压。金属硅化物阻挡层(SAB)的相关技术可以参考中国专利200710173153、201010100504。接着叙述上述高压晶体管的制作方法，如图6所示，在整个硅衬底上形成一层金属硅化物阻挡层(Salicide Block，SAB) 19，如二氧化硅，并在二氧化硅上形成一层光刻胶， 透过图形化掩模板利用中紫外线(Middle UV)光源对光刻胶进行曝光，然后对曝光后的光刻胶进行显影，得到图形化的光刻胶，使金属硅化物阻挡层19上覆盖光刻胶，然后湿法去除未被光刻胶保护区域的金属硅化物阻挡层19，去除试剂可以是HF酸，即可在高压晶体管的轻掺杂区域上形成金属硅化物阻挡层19，然后去除光刻胶。通过在轻掺杂区域15上方形成金属硅化物阻挡层19，有源区上方无法形成金属硅化物，因此增加了高压晶体管在水平方向(图示方向)的击穿电压。由上可知，现有技术中高压晶体管的制作方法过于复杂，确有必要提供一种新的高压晶体管的制作方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种更为简单的高压晶体管的制作方法，从而降低制作成本、缩短制作周期。为解决上述问题，本专利技术提供了一种高压晶体管的制作方法，包括在硅衬底上进行第一次离子注入形成高压阱；在所述硅衬底上形成用于将所述高压阱与其它有源区隔离的浅沟槽隔离区；在所述高压阱上形成图形化光刻胶，进行第二次离子注入以在所述高压阱内形成存在一定间距的第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域；在所述高压阱上形成相互分离的栅极，所述栅极包括工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极，所述工作栅极所在的区域位于所述第一轻掺杂区域与第二轻掺杂区域之间， 所述第一虚拟栅极位于第一轻掺杂区域上方，所述第二虚拟栅极位于第二轻掺杂区域上方；在所述工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的两侧均形成侧墙；进行第三次离子注入以在所述第一虚拟栅极及第二虚拟栅极的远离所述工作栅极的一侧形成源或漏。可选的，在所述工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的两侧形成侧墙之后并进行所述第三次离子注入以形成所述源或漏之前，形成图形化光刻胶使所述工作栅极分别与第一虚拟栅极、第二虚拟栅极之间的区域被光刻胶覆盖，以定义所述源或漏的注入区域。可选的，在所述工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的两侧均形成侧墙后，所述工作栅极与第一虚拟栅极之间的侧墙交合在一起，所述工作栅极与第二虚拟栅极之间的侧墙交合在一起，进行所述第三次离子注入以形成所述源或漏之前，形成图形化光刻胶使所述硅衬底上所述高压阱以外的区域被光刻胶覆盖，以所述高压阱上的栅极、相邻栅极之间的侧墙及浅沟槽隔离区为掩膜进行所述第三次离子注入。可选的，所述第一次离子注入的注入能量大于所述第二次离子注入的注入能量， 所述第二次离子注入的注入能量大于所述第三次离子注入的注入能量，所述第二次离子注入、第三次离子注入的离子掺杂类型相同。可选的，所述第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域的边界紧邻所述浅沟槽隔离区的侧壁。基于上述制作方法，本专利技术还提供了一种高压晶体管，包括在硅衬底上形成的高压阱；设置在所述高压阱内并彼此间存在一定间距的第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域；位于所述高压阱上方的栅极，所述栅极包括相互分离的工作栅极、第一虚拟栅极、 第二虚拟栅极，所述工作栅极所在的区域位于第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域之间，所述第一虚拟栅极位于第一轻掺杂区域上方，所述第二虚拟栅极位于第二轻掺杂区域上方；位于所述第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域内的源或漏。可选的，另包括在所述硅衬底上形成的用于将所述高压阱与其它有源区隔离的浅沟槽隔离区。可选的，所述第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域的边界紧邻所述浅沟槽隔离区的侧壁。可选的，所述第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域内的源或漏的边界紧邻所述浅沟槽隔离区的侧壁、并紧邻所述第一虚拟栅极或第二虚拟栅极的远离所述工作栅极一侧的侧壁。可选的，所述工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的两侧均设有侧墙，所述工作栅极与第一虚拟栅极之间的侧墙交合在一起，所述工作栅极与第二虚拟栅极之间的侧墙交合在一起。可选的，所述第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域的掺杂类型与所述源或漏的掺杂类型相同。与现有技术相比，本专利技术的优点在于一、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极代替金属硅化物阻挡层(SAB)，能起到相同的提高高压晶体管击穿电压的作用，因此可以省略形成金属硅化物阻挡层(SAB)的工艺步骤； 同时，第一虚拟栅极、第二虚拟栅极是在形成工作栅极的同一工艺步骤中形成，不需增加额外的工艺步骤。二、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压晶体管的制作方法，其特征在于，包括：在硅衬底上进行第一次离子注入形成高压阱；在所述硅衬底上形成用于将所述高压阱与其它有源区隔离的浅沟槽隔离区；在所述高压阱上形成图形化光刻胶，进行第二次离子注入以在所述高压阱内形成存在一定间距的第一轻掺杂区域、第二轻掺杂区域；在所述高压阱上形成相互分离的栅极，所述栅极包括工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极，所述工作栅极所在的区域位于所述第一轻掺杂区域与第二轻掺杂区域之间，所述第一虚拟栅极位于第一轻掺杂区域上方，所述第二虚拟栅极位于第二轻掺杂区域上方；在所述工作栅极、第一虚拟栅极、第二虚拟栅极的两侧均形成侧墙；进行第三次离子注入以在所述第一虚拟栅极及第二虚拟栅极的远离所述工作栅极的一侧形成源或漏。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31