場效應(yīng)晶體管的制作方法
【專利摘要】一種場效應(yīng)晶體管的制作方法，多晶硅層形成后，光刻和刻蝕多晶硅層以形成源端區(qū)域，然后保留光刻膠，與襯底結(jié)構(gòu)表面呈70°～80°的注入角度進(jìn)行雜質(zhì)注入。因為雜質(zhì)注入有一定的注入角度，源端區(qū)域邊緣的多晶硅層和柵氧化層有一部份區(qū)域會被雜質(zhì)注入射穿，并注入到襯底結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由此可以形成一個穩(wěn)定的、極小的溝道。從而，在不增加光刻版以及不降低BV的情況下，極大的減小溝道長度，使得Rdson比傳統(tǒng)制造技術(shù)的Rdson大大降低。
【專利說明】
場效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種場效應(yīng)晶體管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體集成電路器件中，MOS管的擊穿電壓(BV，Breakdown Voltage)和導(dǎo)通電阻(Rdson)往往是矛盾的。Rdson的主要由漂移區(qū)電阻、溝道電阻、JEFT電阻以及源漏接觸電阻組成，通常希望得到的是較大的BV和較低的Rdson。但當(dāng)調(diào)整BV上升時，Rdson也會相應(yīng)的升高；而降低Rdson時，BV也會隨之降低。
[0003]而傳統(tǒng)的MOS管制造技術(shù)，通常在柵氧化層形成前使用光刻膠阻擋注入形成溝道區(qū)域。這種技術(shù)形成的溝道必須達(dá)到一定長度來補(bǔ)償光刻工藝波動造成的尺寸偏差和對位偏差，因此溝道長度不能做的很小，這樣就限制了溝道電阻的大小，導(dǎo)致Rdson較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于傳統(tǒng)MOS管制造技術(shù)Rdson $父大的缺點，有必要提供一種場效應(yīng)晶體管的制作方法，該場效應(yīng)晶體管具有在保證BV與傳統(tǒng)制造技術(shù)一樣的情況下Rdson較小的優(yōu)點。
[0005]—種場效應(yīng)晶體管的制作方法，包括步驟:
[0006]提供襯底結(jié)構(gòu)；
[0007]在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成柵氧化層；
[0008]在所述柵氧化層上形成多晶硅層；
[0009]在所述多晶硅層上形成光刻膠；
[0010]對所述光刻膠曝光和顯影以暴露部分所述多晶硅層；
[0011]去除暴露所述多晶硅層的暴露區(qū)域的所述多晶硅層和柵氧化層；
[0012]保留所述光刻膠，與所述襯底結(jié)構(gòu)表面呈70°?80°的注入角度對所述暴露區(qū)域進(jìn)行雜質(zhì)注入，以在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成源端阱區(qū)。
[0013]在其中一個實施例中，所述注入角度為75°。
[0014]在其中一個實施例中，形成所述源端阱區(qū)后，還包括步驟:
[0015]去除所述光刻膠；
[0016]對所述多晶硅層和柵氧化層進(jìn)行刻蝕形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0017]對所述襯底結(jié)構(gòu)進(jìn)行雜質(zhì)注入形成源極結(jié)構(gòu)和漏極結(jié)構(gòu)。
[0018]在其中一個實施例中，在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成柵氧化層之前，還包括步驟:
[0019]在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成漏端阱區(qū)；
[0020]在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0021]在其中一個實施例中，所述漏端阱區(qū)為N阱，所述源端阱區(qū)為P阱。
[0022]在其中一個實施例中，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包含硅的氧化物。
[0023]在其中一個實施例中，所述襯底結(jié)構(gòu)的材料為硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅。
[0024]上述場效應(yīng)晶體管的制作方法，多晶硅層形成后，光刻和刻蝕多晶硅層以形成源端區(qū)域，然后保留光刻膠，與襯底結(jié)構(gòu)表面呈70°?80°的注入角度進(jìn)行雜質(zhì)注入。因為雜質(zhì)注入有一定的注入角度，源端區(qū)域邊緣的多晶硅層和柵氧化層有一部份區(qū)域會被雜質(zhì)注入射穿，并注入到襯底結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由此可以形成一個穩(wěn)定的、極小的溝道。從而，在不增加光刻版以及不降低BV的情況下，極大的減小溝道長度，使得Rdson比傳統(tǒng)制造技術(shù)的Rdson大大降低。
【附圖說明】
[0025]圖1是場效應(yīng)晶體管的制作方法的流程圖；
[0026]圖2是形成多晶硅層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是顯影后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是對暴露區(qū)域進(jìn)彳丁雜質(zhì)注入的不意圖；
[0029]圖5是場效應(yīng)晶體管的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為傳統(tǒng)器件和本法制造器件的BV-Rdson圖。
【具體實施方式】
[0031]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0032]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0033]本文所引用的半導(dǎo)體領(lǐng)域詞匯為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的技術(shù)詞匯，例如對于P型和N型雜質(zhì)，為區(qū)分摻雜濃度，簡易的將P+型代表重?fù)诫s濃度的P型，P型代表中摻雜濃度的P型，P-型代表輕摻雜濃度的P型，N+型代表重?fù)诫s濃度的N型，N型代表中摻雜濃度的N型，N-型代表輕摻雜濃度的N型。
[0034]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，以N型場效應(yīng)晶體管為例。
[0035]圖1是場效應(yīng)晶體管的制作方法的流程圖。
[0036]—種場效應(yīng)晶體管的制作方法，包括步驟:
[0037]步驟SllO:提供襯底結(jié)構(gòu)100。襯底結(jié)構(gòu)100的材料為硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅。襯底結(jié)構(gòu)100可為硅或含硅的P型襯底，例如包括硅晶圓的單層硅襯底，或者包括其他多層結(jié)構(gòu)和硅層的襯底。
[0038]然后在襯底結(jié)構(gòu)100上形成漏端阱區(qū)710和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)800。漏端阱區(qū)710為N講。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI，shallow trench isolat1n)800即場氧化層，可以包含娃的氧化物，例如可以是二氧化硅。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)800主要用于分隔源極結(jié)構(gòu)和漏極結(jié)構(gòu)。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)為現(xiàn)今0.1Sum以下的主流隔離工藝。
[0039]漏端阱區(qū)710和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)800形成完成后，接著以下步驟。
[0040]步驟S120:在襯底結(jié)構(gòu)100上形成柵氧化層200。柵氧化層200為二氧化硅層。
柵氧化層200形成后接著以下步驟。
[0041]步驟S130:在柵氧化層200上形成多晶硅層300。采用淀積工藝在柵氧化層200形成一層多晶硅層300。圖2是形成多晶硅層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]多晶硅層300形成后接著以下步驟。
[0043]步驟S140:在多晶硅層300上形成光刻膠400。在多晶硅層300上涂覆一層光刻膠 400。
[0044]步驟S150:對光刻膠400曝光和顯影以暴露部分多晶硅層300。此步驟主要對需要形成源極結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行曝光和顯影。圖3是顯影后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]顯影后，接著步驟S160。
[0046]步驟S160:去除暴露多晶娃層的暴露區(qū)域310的多晶娃層和棚.氧化層。米用刻蝕工藝去除暴露區(qū)域310的多晶硅層和柵氧化層，然后暴露出襯底結(jié)構(gòu)100需要進(jìn)行源端雜質(zhì)注入的源極結(jié)構(gòu)區(qū)域(暴露區(qū)域310)。
[0047]步驟S170:保留光刻膠400，與襯底結(jié)構(gòu)100表面呈70°?80°的注入角度α對暴露區(qū)域310進(jìn)行雜質(zhì)注入以在襯底結(jié)構(gòu)100上形成源端阱區(qū)610，即帶膠注入。源端阱區(qū)610為P阱。注入角度α優(yōu)選為75°，允許有合適的偏差。因為雜質(zhì)注入有一定的注入角度，源端區(qū)域邊緣的多晶硅層和柵氧化層有一部份區(qū)域會被雜質(zhì)注入射穿，并注入到襯底結(jié)構(gòu)100內(nèi)部，由此可以形成一個穩(wěn)定的、極小的溝道(見圖4中圓形虛線部分)。見圖4，可以對源端區(qū)域兩側(cè)都以注入角度α進(jìn)行雜質(zhì)注入，使得源端區(qū)域兩側(cè)都可以形成一個極小的溝道。
[0048]當(dāng)然，對于雜質(zhì)注入，既可以是呈70°?80°的注入角度，也可以伴隨著正常的垂直注入。
[0049]圖4是對暴露區(qū)域進(jìn)彳丁雜質(zhì)注入的不意圖。
[0050]對于制造場效應(yīng)晶體管而言，形成源端阱區(qū)610后，還應(yīng)該包括一些后續(xù)步驟:去除光刻膠400 ;對多晶硅層和柵氧化層進(jìn)行刻蝕形成柵極結(jié)構(gòu)500 ;對襯底結(jié)構(gòu)100進(jìn)行雜質(zhì)注入形成源極結(jié)構(gòu)600和漏極結(jié)構(gòu)700。
[0051]圖5是場效應(yīng)晶體管的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]上述場效應(yīng)晶體管的制作方法，多晶硅層形成后，光刻和刻蝕多晶硅層以形成源端區(qū)域，然后保留光刻膠，與襯底結(jié)構(gòu)表面呈70°?80°的注入角度進(jìn)行雜質(zhì)注入。因為雜質(zhì)注入有一定的注入角度，源端區(qū)域邊緣的多晶硅層和柵氧化層有一部份區(qū)域會被雜質(zhì)注入射穿，并注入到襯底結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由此可以形成一個穩(wěn)定的、極小的溝道(見圖5中圓形虛線部分)。從而，在不增加光刻版以及不降低BV的情況下，極大的減小溝道長度，使得Rdson比傳統(tǒng)制造技術(shù)的Rdson大大降低。
[0053]圖6為傳統(tǒng)器件和本法制造器件的BV-Rdson圖。
[0054]可以理解，上述場效應(yīng)晶體管的制作方法，僅描述一些主要步驟，并不代表制造場效應(yīng)晶體管的所有步驟。圖2?圖5中的圖示也是對場效應(yīng)晶體管的一些主要結(jié)構(gòu)的簡單示例，并不代表場效應(yīng)晶體管的全部結(jié)構(gòu)。
[0055]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，包括步驟: 提供襯底結(jié)構(gòu)； 在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成柵氧化層； 在所述柵氧化層上形成多晶硅層； 在所述多晶硅層上形成光刻膠； 對所述光刻膠曝光和顯影以暴露部分所述多晶硅層； 去除暴露所述多晶硅層的暴露區(qū)域的所述多晶硅層和柵氧化層； 保留所述光刻膠，與所述襯底結(jié)構(gòu)表面呈70°?80°的注入角度對所述暴露區(qū)域進(jìn)行雜質(zhì)注入，以在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成源端阱區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述注入角度為75。。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，形成所述源端阱區(qū)后，還包括步驟: 去除所述光刻膠； 對所述多晶硅層和柵氧化層進(jìn)行刻蝕形成柵極結(jié)構(gòu)； 對所述襯底結(jié)構(gòu)進(jìn)行雜質(zhì)注入形成源極結(jié)構(gòu)和漏極結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成柵氧化層之前，還包括步驟: 在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成漏端阱區(qū)； 在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述漏端阱區(qū)為N阱，所述源端阱區(qū)為P阱。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包含硅的氧化物。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述襯底結(jié)構(gòu)的材料為硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅。
【文檔編號】H01L21/266GK106033726SQ201510104438
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月10日
【發(fā)明人】王蛟, 黃楓, 趙龍杰, 林峰, 韓廣濤, 孫貴鵬
【申請人】無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司