專利名稱：提高ldmos器件的崩潰電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LDM0S器件的制備方法，特別涉及一種提高LDM0S器件的崩潰電 壓的方法。
背景技術(shù)：
在目前的LDM0S (橫向擴(kuò)散金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)器件結(jié)構(gòu)里，一般會(huì)將多晶 硅柵極延伸至場(chǎng)氧區(qū)上端，這樣可以避免多晶硅只延伸LA區(qū)域，因?yàn)長A區(qū)域的薄柵氧容易 因?yàn)槁﹨^(qū)和柵極之間的壓差而較容易擊穿導(dǎo)致器件崩潰電壓較小的問題。圖1所示為常見 的一種LDM0S器件結(jié)構(gòu)，其中溝道區(qū)域的寬度LCH是由多晶硅和低壓P阱的交疊區(qū)構(gòu)成的； LA段為從溝道區(qū)到場(chǎng)氧化區(qū)之間的漏區(qū)上的區(qū)域，包括場(chǎng)氧化區(qū)的鳥嘴部分；PF區(qū)域位于 場(chǎng)氧化層上；PA區(qū)域?yàn)槁﹨^(qū)和多晶硅之間沒有被多晶硅覆蓋的場(chǎng)氧化層區(qū)。但是在這種結(jié) 構(gòu)里，同樣也存在著無法避免的問題，即因?yàn)闁艠O是一個(gè)等勢(shì)體，會(huì)導(dǎo)致電力線與其表面近 乎垂直，等勢(shì)線與其表面近乎平行，這樣從PF和PA交界處的電勢(shì)線會(huì)沿著場(chǎng)氧區(qū)近乎平行 的方向延伸到鳥嘴區(qū)域，而柵極電勢(shì)為零，這樣就會(huì)在鳥嘴區(qū)域的薄柵氧上產(chǎn)生一個(gè)大的 壓降，因此這種結(jié)構(gòu)還是會(huì)限制器件崩潰電壓的進(jìn)一步提高。對(duì)上述的LDM0S器件結(jié)構(gòu)進(jìn) 行崩潰電壓的模擬，當(dāng)在深阱注入?yún)^(qū)電阻率為3 Q *mm，高壓漂移注入?yún)^(qū)中磷的注入條件為 注入能量150Kev，劑量3X 1012個(gè)原子/cm2 (并經(jīng)過1150°C下進(jìn)行約110分鐘的熱擴(kuò)散處 理)，體注入?yún)^(qū)中硼的注入條件為注入能量300Kev，注入劑量2X 1013個(gè)原子/cm2，LCH、LA、 PF、PA長度分別是0. 5um、lum、1. 2um和lum時(shí)，得到的器件模擬崩潰電壓是49V。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，通過該 方法制備的LDM0S器件具有較高的器件崩潰電壓。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法按照常規(guī)的方法在前段制備所述LDM0S器件的柵結(jié)構(gòu)的工藝中，柵結(jié)構(gòu)位于所述 LDM0S器件預(yù)定形成溝道的區(qū)域的上方并延伸至高壓漂移注入?yún)^(qū)的上方，柵結(jié)構(gòu)與位于高 壓漂移注入?yún)^(qū)的場(chǎng)氧區(qū)相隔離；在后段工藝過程中，先在已經(jīng)完成前面工藝的整個(gè)襯底上淀積介質(zhì)層，接著在所 述介質(zhì)層上淀積導(dǎo)體層，而后刻蝕所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層，按照器件設(shè)計(jì)要求保留位于 所述高壓漂移注入?yún)^(qū)上方的所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層以在刻蝕后形成懸浮的柵極導(dǎo)電等 勢(shì)體，所述柵極導(dǎo)電等勢(shì)體的一端位于所述高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)上，所述柵極導(dǎo)電 等勢(shì)體的另一端位于所述柵結(jié)構(gòu)上方及所述溝道區(qū)域的一側(cè)至所述高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的 場(chǎng)氧區(qū)鳥嘴部分的一側(cè)之間。本發(fā)明的方法可集成在后段制作的PIP，MIP或者RP0LY或者金屬連接的工藝中， 在柵極和漏區(qū)之間制作一段懸浮的柵極導(dǎo)電等勢(shì)體，以提高器件崩潰電壓。而且由于漏端 導(dǎo)致的感應(yīng)電勢(shì)，會(huì)在懸浮柵下的漏端感應(yīng)出積累電荷，降低器件的導(dǎo)通電阻。本發(fā)明的在柵極和漏區(qū)之間制備懸浮柵極導(dǎo)電等勢(shì)體的方法，利用本身器件制備所集成的PIP、MIP或 RP0LY或者后段的金屬連接工藝來實(shí)現(xiàn)，在不增加工藝復(fù)雜性的同時(shí)節(jié)省了生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為現(xiàn)有的常規(guī)LDM0S器件的截面示意圖；圖2為本發(fā)明的方法中前段柵結(jié)構(gòu)完成之后的截面示意圖；圖3為本發(fā)明的方法中后段工藝的介質(zhì)層淀積完成后的截面示意圖；圖4為本發(fā)明的方法中后段工藝的多晶硅層淀積完成后的截面示意圖；圖5為本發(fā)明的方法中刻蝕前的光刻工藝后的截面示意圖；圖6為完成本發(fā)明的方法后的一具體截面示意圖；圖7為完成本發(fā)明的方法后的另一具體截面示意圖。
具體實(shí)施例方式在半導(dǎo)體器件制備中，通常將器件主要結(jié)構(gòu)的制備過程稱為前段制程，而芯片中 的多個(gè)器件之間的金屬互連部分稱為后段制程。本發(fā)明的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方 法，主要分為兩個(gè)部分一是按照常規(guī)的方法在前段制備LDM0S器件的柵結(jié)構(gòu)(柵結(jié)構(gòu)一般包括底層?xùn)?氧，位于柵氧上的多晶硅柵，以及位于上述兩層材料兩側(cè)的側(cè)墻)的工藝中，形成的柵結(jié)構(gòu) 位于LDM0S器件預(yù)定形成溝道的區(qū)域的上方并延伸至高壓漂移注入?yún)^(qū)的上方，柵結(jié)構(gòu)與位 于高壓漂移注入?yún)^(qū)的場(chǎng)氧區(qū)在物理上的相互隔離(見圖2)；二是在后段的工藝過程中，先在已經(jīng)完成前面工藝的整個(gè)襯底上淀積介質(zhì)層(見 圖3)，接著在介質(zhì)層上淀積導(dǎo)體層(見圖4)，而后刻蝕介質(zhì)層和導(dǎo)體層，按照器件設(shè)計(jì)要 求，保留位于高壓漂移注入?yún)^(qū)上方的介質(zhì)層和導(dǎo)體層以在刻蝕后形成懸浮的柵極導(dǎo)電等勢(shì) 體(見圖6和圖7)，柵極導(dǎo)電等勢(shì)體的一端位于高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)上，柵極導(dǎo)電等 勢(shì)體的另一端位于柵結(jié)構(gòu)上方及溝道區(qū)域的一側(cè)至高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)鳥嘴部分 的一側(cè)之間(即圖7中示出的L區(qū)域之間)。本發(fā)明的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，可以很方便的集成在后段制作PIP 或MIP的工藝中，這里的PIP指由多晶硅_絕緣介質(zhì)層_多晶硅組成的電容，MIP指由金 屬_絕緣介質(zhì)層_多晶硅組成的電容，而Rpoly工藝是指用多晶硅用作電阻的工藝。集成 在上述工藝中時(shí)，介質(zhì)層即電容工藝中的中間介質(zhì)層，導(dǎo)體為電容的上極(可為多晶硅或 金屬)，在具體刻蝕中，先進(jìn)行光刻工藝定義需要刻蝕的區(qū)域，光刻所用的光刻掩膜版為對(duì) 原來的光刻掩膜版進(jìn)行修改，在所述高壓漂移注入?yún)^(qū)域增加需要保留光刻膠的位置(見圖 5)以在刻蝕過程中保護(hù)該區(qū)域內(nèi)的所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層不被刻蝕，后以光刻膠為掩膜 進(jìn)行刻蝕即可，刻蝕后同時(shí)制備形成PIP或MIP電容，以及柵極導(dǎo)電等勢(shì)體。本發(fā)明的方法集成在有RPL0Y工藝的LDM0S器件制備中，介質(zhì)層淀積在RPL0Y工 藝中作為電阻的多晶硅之前，導(dǎo)體層為所述作為電阻的多晶硅。 本發(fā)明的方法也可以集成在后端金屬連接工藝中，在介質(zhì)層的淀積集成在金屬連 接工藝中可為層間介質(zhì)層的淀積，導(dǎo)體層即為金屬層的，刻蝕之后形成金屬連線的同時(shí)，在特定的位置形成懸浮的柵極導(dǎo)電等勢(shì)體。采用本發(fā)明的方法制備從柵極到漏端的柵極導(dǎo)電等勢(shì)體，左端的可選區(qū)域L是很 大的，可以延伸至柵極上與柵極有重疊，也可以在柵極和場(chǎng)氧區(qū)之間，因?yàn)樯蠈訉?dǎo)電體和柵 極總是會(huì)被側(cè)墻和中間介質(zhì)層隔開的。在離子注入和熱條件與背景技術(shù)中所指實(shí)例相同的條件下，對(duì)利用本發(fā)明的方法 得到的LDM0S器件進(jìn)行崩潰電壓的模擬，該LDM0S器件在LA區(qū)域有一柵極空隙，該柵極空 隙離LCH區(qū)域?yàn)?. 3um,離PF區(qū)域?yàn)?. 2um,模擬所得到的器件崩潰電壓為54V，明顯高于原 有LDM0S器件結(jié)構(gòu)的崩潰電壓。
權(quán)利要求
一種提高LDMOS器件的崩潰電壓的方法，其特征在于按照常規(guī)的方法在前段制備所述LDMOS器件的柵結(jié)構(gòu)的工藝中，形成的柵結(jié)構(gòu)位于所述LDMOS器件預(yù)定形成溝道的區(qū)域的上方并延伸至高壓漂移注入?yún)^(qū)的上方，所述柵結(jié)構(gòu)與位于所述高壓漂移注入?yún)^(qū)的場(chǎng)氧區(qū)相隔離；在后段工藝過程中，先在已經(jīng)完成前面工藝的整個(gè)襯底上淀積介質(zhì)層，接著在所述介質(zhì)層上淀積導(dǎo)體層，而后刻蝕所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層，按照器件設(shè)計(jì)要求保留位于所述高壓漂移注入?yún)^(qū)上方的所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層以在刻蝕后形成懸浮的柵極導(dǎo)電等勢(shì)體，所述柵極導(dǎo)電等勢(shì)體的一端位于所述高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)上，所述柵極導(dǎo)電等勢(shì)體的另一端位于所述柵結(jié)構(gòu)上方及所述溝道區(qū)域的一側(cè)至所述高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)鳥嘴部分的一側(cè)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其特征在于所述柵極導(dǎo) 電等勢(shì)體的制備集成在后段集成有PIP或MIP工藝的LDM0S器件制備中，所述介質(zhì)層為所 述PIP電容或MIP電容的絕緣介質(zhì)層，所述導(dǎo)體層為所述PIP電容或MIP電容的上極。
3.如權(quán)利要求1所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其特征在于所述柵極導(dǎo) 電等勢(shì)體的制備集成在后段集成有RPL0Y工藝的LDM0S器件制備中，介質(zhì)層淀積在所述 RPL0Y工藝中作為電阻的多晶硅之前，所述導(dǎo)體層為所述作為電阻的多晶硅。
4.如權(quán)利要求1所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其特征在于所述柵極導(dǎo) 電等勢(shì)體的制備集成在后段的金屬連接工藝中，所述介質(zhì)層為層間介質(zhì)層，所述導(dǎo)體層為 互連金屬層。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其 特征在于所述介質(zhì)層為二氧化硅層，所述導(dǎo)體層為多晶硅層或金屬。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其 特征在于所述柵結(jié)構(gòu)包括底層?xùn)叛?，位于所述柵氧上的多晶硅柵，以及位于上述兩層材?兩側(cè)的側(cè)墻。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的提高LDM0S器件的崩潰電壓的方法，其 特征在于所述刻蝕之前先進(jìn)行光刻工藝定義需要刻蝕的區(qū)域，所述光刻工藝中所用的光 刻掩膜版為對(duì)原來的光刻掩膜版進(jìn)行修改，在所述高壓漂移注入?yún)^(qū)域增加需要保留光刻膠 的位置以在刻蝕過程中保護(hù)該區(qū)域內(nèi)的所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層不被刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高LDMOS器件的崩潰電壓的方法，先按照常規(guī)的方法在前段制備柵結(jié)構(gòu)的工藝中，柵結(jié)構(gòu)位于LDMOS器件溝道的區(qū)域的上方并延伸至高壓漂移注入?yún)^(qū)的上方，與位于高壓漂移注入?yún)^(qū)的場(chǎng)氧區(qū)隔離；在進(jìn)行后段工藝中，先淀積介質(zhì)層，后淀積導(dǎo)體層，而后刻蝕介質(zhì)層和導(dǎo)體層，保留位于高壓漂移注入?yún)^(qū)上方的介質(zhì)層和導(dǎo)體層以形成懸浮的柵極導(dǎo)電等勢(shì)體，其一端位于高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)上，另一端位于柵結(jié)構(gòu)上方及溝道區(qū)域的一側(cè)至高壓漂移注入?yún)^(qū)內(nèi)的場(chǎng)氧區(qū)鳥嘴部分的一側(cè)之間。本發(fā)明的方法可集成在后段PIP、MIP或RPOLY工藝中，也可集成在金屬連線工藝中。本發(fā)明的方法明顯提高了所制備的LDMOS器件的崩潰電壓。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101877315SQ200910057159
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者熊濤, 羅嘯, 陳華倫, 陳瑜, 陳雄斌, 韓峰 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司