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一種SOI橫向高壓器件及其制造方法與流程

文檔序號:12680645閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于包括以下步驟:

步驟1:選擇SOI材料,該材料包括Si襯底層、埋氧層(2)以及絕緣體上硅層(4);

步驟2:在絕緣體上硅層上進(jìn)行漂移區(qū)的兩段式線性變摻雜,通過注入N型雜質(zhì)形成不同變化斜率的絕緣體上硅層(4)與薄硅層漂移區(qū)(44);

步驟3:在N型分段式線性變摻雜漂移區(qū)上進(jìn)行局部氧化,形成薄硅層區(qū),即厚介質(zhì)層(3);

步驟4:在N型分段式線性變摻雜漂移區(qū)上進(jìn)行硼注入,形成Pwell區(qū)(11);

步驟5:在N型分段式線性變摻雜漂移區(qū)上進(jìn)行磷注入,形成Nwell區(qū)(43);

步驟6:在N型分段式線性變摻雜漂移區(qū)形成柵極前,近柵極的位置表面生長一層場氧化層,形成柵氧化層(5);

步驟7:淀積多晶硅,形成多晶硅柵電極(6);

步驟8:利用同一道掩膜版,利用高能離子注入進(jìn)行N型雜質(zhì)注入,嚴(yán)格控制注入能量與注入時間,形成N條(45);利用離子注入進(jìn)行P型雜質(zhì)注入,嚴(yán)格控制注入能量與注入時間,形成P條(13);從而N條和P條構(gòu)成豎直方向的超結(jié)結(jié)構(gòu);

步驟9:進(jìn)行第一P型重?fù)诫s區(qū)(12)、第一N型重?fù)诫s區(qū)(41)以及第二N型重?fù)诫s區(qū)(42)的注入,形成歐姆接觸,引出電極;

步驟10:第一層接觸孔刻蝕,淀積鋁金屬,形成源極接觸電極(7)與漏極接觸電極(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:漂移區(qū)線性變摻雜為兩段式線性變摻雜,所述兩段式線性變摻雜即實現(xiàn)兩段不同濃度梯度的摻雜,通過設(shè)計漂移區(qū)掩膜版的不同開口寬度來實現(xiàn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:通過注入能量與注入時間的嚴(yán)格控制,使N條(45)、P條(13)與埋氧層(2)上表面相接觸或不接觸、或者N條(45)、P條(13)位于絕緣體上硅層(4)體內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:通過設(shè)計掩膜版的不同開口數(shù)量實現(xiàn)P條與N條的多次重復(fù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:設(shè)計P條(13)與N條(45)掩膜版的不同寬度來實現(xiàn)P條與N條寬度的不同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:步驟8中N條與P條的形成順序互換,且步驟8必須在高溫過程之后進(jìn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:所述步驟1中的襯底(1)為N型硅或P型硅;絕緣體上硅層(4)為N型硅或P型硅。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:所述步驟3中進(jìn)行局部氧化形成薄硅層區(qū)的具體方法為:光刻得到薄硅層區(qū)窗口后,利用局部氧化對該窗口進(jìn)行填充擴(kuò)散得到薄硅層區(qū),即厚介質(zhì)層,再利用平坦化工藝去除漂移區(qū)上多余的氧化部分。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向高壓器件的制造方法,其特征在于:所述步驟10后包括步驟11:進(jìn)行第二層接觸孔刻蝕得到接觸孔(9)、接觸孔(91),淀積鋁金屬,分別形成源極場板(71)、漏極場板(81)。

10.權(quán)利要求1至9任意一項制造方法制備的SOI橫向高壓器件,其特征在于:其元胞結(jié)構(gòu)包括襯底(1)、襯底(1)上表面的埋氧層(2)、埋氧層(2)上表面的絕緣體上硅層(4)、絕緣體上硅層(4)左側(cè)的Pwell區(qū)(11)、絕緣體上硅層(4)內(nèi)部的厚介質(zhì)層(3)、沿縱向方向貫穿并嵌入在厚介質(zhì)層(3)右端的第二N型重?fù)诫s區(qū)(42)、縱向上位于厚介質(zhì)層(3)和埋氧層(2)之間的超薄頂層硅(44)、Pwell區(qū)(11)和厚介質(zhì)層(3)之間的N條(45)和P條(13)、位于Pwell區(qū)(11)內(nèi)部的相互獨立的第一P型重?fù)诫s區(qū)(12)和第一N型重?fù)诫s區(qū)(41)、設(shè)置在第一N型重?fù)诫s區(qū)(41)和Pwell區(qū)(11)上表面的柵氧化層(5)、與Pwell區(qū)(11)的上表面相接觸的源極接觸電極(7)、柵氧化層(5)上方的多晶硅柵電極(6)、設(shè)置在第二N型重?fù)诫s區(qū)(42)上表面的漏極接觸電極(8),所述埋氧層(2)的上表面與絕緣體上硅層(4)和超薄頂層硅(44)的下表面相連接,所述厚介質(zhì)層(3)的下表面與超薄頂層硅(44)的上表面相接觸,所述N條(45)和P條(13)構(gòu)成超結(jié)結(jié)構(gòu)并在豎直方向交替排列地嵌入在N型漂移區(qū)中靠近源端區(qū)域的絕緣體上硅層(4)中,第一P型重?fù)诫s區(qū)(12)和第一N型重?fù)诫s區(qū)(41)的上表面與Pwell區(qū)(11)的上表面相接觸,所述源極接觸電極(7)的右端部分覆蓋N型重?fù)诫s源極區(qū)(41)的右端,所述柵氧化層(5)的左端部分覆蓋第一N型重?fù)诫s區(qū)(41)的左端,柵氧化層(5)不與源極接觸電極(7)相接觸;所述器件的漏端含有Nwell區(qū)(43)。

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