專利名稱：具有自對準金屬硅化工藝的雙柵ldmos的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LDMOS的制備方法，特別涉及一種具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著半導體制造工藝的不斷發(fā)展，對電源管理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和尺寸要求日益提高。集成電路尺寸的縮小使得芯片操作電壓降低，因此系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和尺寸尤其重要。開關(guān)電源中開關(guān)的寄生電容是阻礙電源系統(tǒng)效率提高和尺寸減小的關(guān)鍵因素之一。LDMOS(橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應晶體管)結(jié)構(gòu)為電源管理系統(tǒng)的常用開關(guān)器件?，F(xiàn)有的LDMOS只有一層柵，如圖1和圖2所示的LDMOS結(jié)構(gòu)。這種LDMOS結(jié)構(gòu)中的柵，起控制開關(guān)導通和關(guān)斷的作用。其柵漏間的電容因米勒效應成為LDMOS器件最關(guān)鍵的寄生電容。此電容的減小對開關(guān)功耗的減少和速度的提高起到舉足輕重的作用。功耗的減少使得效率提高，而速度的提高使得系統(tǒng)中的電感和電容尺寸減小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，其能降低所制備LDMOS器件的功耗。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，包括如下步驟1)控制柵和屏蔽柵的形成，所述屏蔽柵位于體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)上，且所述控制柵和所述屏蔽柵有部分疊加放置，所述控制柵和所述屏蔽柵之間通過絕緣層隔離；2)而在體區(qū)和源區(qū)形成之后，淀積介質(zhì)層，而后刻蝕所述介質(zhì)層在所述控制柵和屏蔽柵兩邊形成側(cè)墻；3)之后進行自對準金屬硅化物形成工藝，在所述屏蔽柵，控制柵和源區(qū)表面形成金屬硅化物。本發(fā)明的具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，在具有控制柵和屏蔽柵的基礎(chǔ)上增加了自對準金屬硅化工藝，使得柵電阻大大降低，從而大大提高器件的開關(guān)速度。自對準金屬硅化還使得器件漏源間的通態(tài)電阻大大降低，從而大大降低器件導通時的功耗。
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1為一種雙柵LDMOS結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為另一種雙柵LDMOS結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明中淀積介質(zhì)層后的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明中側(cè)墻形成后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中金屬硅化物形成后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為采用本發(fā)明的制備方法形成的另一 LDMOS的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，其工藝實施步驟介紹如下(見圖3)1)在硅襯底上進行熱氧化生成二氧化硅，該層二氧化硅為器件的柵氧。之后在二氧化硅上淀積第一層多晶硅，對第一層多晶硅進行光刻和刻蝕形成控制柵。多晶硅的淀積通?？刹捎没瘜W氣相淀積法，而多晶硅的刻蝕通常采用干法刻蝕工藝。2)接著在整個硅襯底上淀積氧化硅，緊接著淀積第二層多晶硅。這樣兩層多晶硅之間被二氧化硅隔開，第二層多晶硅與襯底之間也被二氧化硅隔開。氧化硅的淀積可采用熱氧生長法來制備。第二層多晶硅的淀積同樣可采用化學氣相淀積法。3)對第二層多晶硅進行光刻定義出屏蔽柵的位置，而后刻蝕第二層多晶硅形成屏蔽柵。屏蔽柵有一部分疊加在控制柵之上，另一部分在體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)之上。多晶硅的刻蝕同樣可采用干法刻蝕工藝。以上三個步驟完成了雙柵的制備。4)進行離子束注入、熱擴散形成體區(qū)；然后利用控制柵和屏蔽柵作阻擋層進行源漏離子束注入，熱退火激活注入的離子。體區(qū)的摻雜類型與漂移區(qū)(襯底)相同。源漏摻雜類型與漂移區(qū)相同，但濃度遠高于漂移區(qū)。體區(qū)、源漏區(qū)的要求均于原LDMOS器件相同。5)之后淀積介質(zhì)層(厚度可為100-10000埃)，而后刻蝕所述介質(zhì)層在所述控制柵和屏蔽柵兩邊形成側(cè)墻(見圖幻。介質(zhì)層可為氮化硅層或氧化硅層。圖4所示為淀積介質(zhì)層后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中介質(zhì)層位氧化硅層。側(cè)墻的刻蝕不需要刻蝕掩膜版，在淀積介質(zhì)層之后直接回刻即可。6)之后進行自對準金屬硅化物形成工藝，在屏蔽柵，控制柵和源區(qū)表面形成金屬硅化物(見圖6)。因為鈦金屬、鈷金屬或鎳金屬等只和硅反應生成金屬硅化物，而不與氧化硅反應。因此最終金屬硅化物只在暴露出的屏蔽柵、控制柵和源區(qū)表面形成，為自對準工藝，不需要任何掩膜層。具體的形成工藝與現(xiàn)有工藝相同，具體可為先淀積鈦金屬、鈷金屬或鎳金屬到襯底表面；接著進行大于700°C的高溫處理，使金屬與硅反應；濕法去除未反應的金屬；之后再次進行高溫處理，生成低阻金屬硅化物。其余步驟跟傳統(tǒng)工藝相同，包括淀積層膜；通過光刻、干刻形成接觸孔，用金屬填孔、用干刻或化學機械研磨去除多余的金屬；淀積金屬膜，對金屬膜進行光刻、干刻形成最終圖形。屏蔽柵可以通過金屬膜和接觸孔內(nèi)金屬與源形成電連接，也可以懸空。本發(fā)明還有另一種實施例，即為在控制柵部分疊加在屏蔽柵的雙柵VDMOS結(jié)構(gòu)中增加側(cè)墻工藝和金屬硅化物工藝，形成如圖7所示的結(jié)構(gòu)。在該實施例中，雙柵形成的具體工藝為1)在柵氧上淀積第一層多晶硅，對第一層多晶硅進行光刻和刻蝕形成屏蔽柵。屏蔽柵位于體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)(即為襯底的外延層)之上。2)接著在整個硅襯底上淀積氧化硅，緊接著淀積第二層多晶硅。這樣兩層多晶硅之間被二氧化硅隔開，第二層多晶硅與襯底之間也被二氧化硅隔開。氧化硅的淀積可采用熱氧生長法來制備。第二層多晶硅的淀積同樣可采用化學氣相淀積法。3)對第二層多晶硅進行光刻定義出控制柵的位置，而后刻蝕第二層多晶硅形成控制柵?？刂茤庞幸徊糠织B加在屏蔽柵之上?？刂茤盼挥谠瓉淼捏w區(qū)之上，且控制柵的一邊向屏蔽柵延伸且疊加在屏蔽柵之上。本發(fā)明的具有自對準金屬硅化工藝的LDMOS的制備方法，在具有控制柵和屏蔽柵的基礎(chǔ)上增加了自對準金屬硅化工藝，使得柵電阻大大降低，從而大大提高器件的開關(guān)速度。
權(quán)利要求
1.一種具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)控制柵和屏蔽柵的形成，所述屏蔽柵位于體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)上，且所述控制柵和所述屏蔽柵有部分疊加放置，所述控制柵和所述屏蔽柵之間通過絕緣層隔離；2)而在體區(qū)和源區(qū)形成之后，淀積介質(zhì)層，而后刻蝕所述介質(zhì)層在所述控制柵和屏蔽柵兩邊形成側(cè)墻；3)之后進行自對準金屬硅化物形成工藝，在所述屏蔽柵，控制柵和源區(qū)表面形成金屬硅化物。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟二的介質(zhì)層為氮化硅層或氧化硅層。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述介質(zhì)層的厚度為100-10000埃。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的的制備方法，其特征在于控制柵和屏蔽柵的形成過程為1)在LDMOS器件的控制柵制備完成之后，在整個硅片表面淀積氧化硅層，所述氧化硅層覆蓋所述控制柵；2)接著淀積第二層多晶硅；3)對所述第二層多晶硅進行光刻刻蝕，形成屏蔽柵，所述屏蔽柵的部分疊加在所述控制柵上。
5.如權(quán)利要求4所述的的制備方法，其特征在于先淀積鈦金屬、鈷金屬或鎳金屬到襯底表面；接著進行大于700°C的高溫處理，使金屬與硅反應；濕法去除未反應的金屬；之后再次進行高溫處理，生成低阻金屬硅化物
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的制備方法，其特征在于控制柵和屏蔽柵的形成過程為1)在LDMOS器件的柵氧形成之后，淀積第一層多晶硅，光刻刻蝕形成屏蔽柵，所述屏蔽柵位于漏區(qū)和體區(qū)之間2)在整個硅片表面淀積氧化硅層，所述氧化硅層覆蓋所述屏蔽柵；3)接著淀積第二層多晶硅；4)對所述第二層多晶硅進行光刻刻蝕，形成控制柵，所述控制柵的部分疊加在所述屏蔽柵之上。
7.如權(quán)利要求6所述的的制備方法，其特征在于先淀積鈦金屬、鈷金屬或鎳金屬到襯底表面；接著進行大于700°C的高溫處理，使金屬與硅反應；濕法去除未反應的金屬；之后再次進行高溫處理，生成低阻金屬硅化物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有自對準金屬硅化工藝的雙柵LDMOS的制備方法，包括如下步驟1)控制柵和屏蔽柵的形成，所述屏蔽柵位于體區(qū)和漏區(qū)之間的漂移區(qū)上，且所述控制柵和所述屏蔽柵有部分疊加放置，所述控制柵和所述屏蔽柵之間通過絕緣層隔離；2)而在體區(qū)和源區(qū)形成之后，淀積介質(zhì)層，而后刻蝕所述介質(zhì)層在所述控制柵和屏蔽柵兩邊形成側(cè)墻；3)之后進行自對準金屬硅化物形成工藝，在所述屏蔽柵，控制柵和源區(qū)表面形成金屬硅化物。采用本發(fā)明的方法所制備的LDMOS器件，其開關(guān)速度得到大大的提高。
文檔編號H01L21/336GK102569079SQ20101059528
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者王佰勝, 袁秉榮, 金勤海 申請人:上海華虹Nec電子有限公司