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，柵氧化層分為靠近源端一側(cè)稍薄的第二柵氧化層和靠近漏端一側(cè)稍厚的第一柵氧化層，漏端柵氧較厚的厚度可以降低漏柵之間的電場，提高器件漏端的耐壓能力。因此利用此結(jié)構(gòu)，可以省略掉漏柵之間的硅化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB)以減小器件尺寸。而且可以減少生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。在多晶硅刻蝕之前就進(jìn)行源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入，可以有效避免傳統(tǒng)制造工藝中源端阱區(qū)的分布相差較大的問題。另外，利用自對準(zhǔn)工藝進(jìn)行源端阱區(qū)的大角度的雜質(zhì)注入，柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)形成和源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入使用同一次光刻(同一光刻膠)，器件溝道長度由注入能量及角度決定，實(shí)現(xiàn)更長溝道的調(diào)節(jié)。
【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)體器件的應(yīng)用中，有一種效應(yīng)晶體管需要器件的漏端能夠承載比較高的電壓，例如音響功率放大器件等。在這一類的應(yīng)用中，只需要漏端承載較高的電壓，柵端只要承載一般的低電壓，而源端通常是接地。因此，傳統(tǒng)效應(yīng)晶體管通常在柵端和漏端之間設(shè)置有娃化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB，Self-aligned silicide block layer)形成緩沖區(qū)域以降低漏柵之前的電場來提高漏端的耐壓，導(dǎo)致這種器件面積過大，額外的硅化物阻擋層工藝也使生產(chǎn)成本也較高。而且，在制造效應(yīng)晶體管時(shí)，傳統(tǒng)工藝是在進(jìn)行多晶硅刻蝕后，再進(jìn)行雜質(zhì)注入形成源端阱區(qū)時(shí)，刻蝕后的多晶硅殘留會阻擋雜質(zhì)的注入，使得雜質(zhì)注入源端阱區(qū)的實(shí)際分布與所希望實(shí)現(xiàn)的分布相差較大，從而影響器件性能。
[0003]另外，在傳統(tǒng)工藝中，效應(yīng)晶體管的溝道長度由形成漏端漂移區(qū)(例如N-漂移區(qū))和形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)的兩次光刻后形成。由于兩次光刻在尺寸及對位上的偏差，容易導(dǎo)致溝道長度上的偏差，以致造成器件性能上的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于傳統(tǒng)效應(yīng)晶體管制造技術(shù)器件面積過大、源端阱區(qū)的分布相差較大和溝道長度偏差大的至少一種缺點(diǎn)，有必要提供一種場效應(yīng)晶體管的制作方法，該場效應(yīng)晶體管具有技術(shù)器件面積過小、源端阱區(qū)的分布相差較小和溝道長度偏差小的優(yōu)點(diǎn)。
[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；所述柵氧化層包括并列在所述襯底結(jié)構(gòu)上第二柵氧化層和第一柵氧化層，所述第二柵氧化層比第一柵氧化層??；
[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]保留所述光刻膠，與所述襯底結(jié)構(gòu)表面呈45°?83°的注入角度對暴露所述多晶硅層的暴露區(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)；
[0012]保留所述光刻膠，對所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)；
[0013]去除所述光刻膠；
[0014]對所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)；
[0015]在所述襯底結(jié)構(gòu)上進(jìn)行摻雜形成源端區(qū)域和漏端區(qū)域；
[0016]其中，所述第二柵氧化層靠近所述源端區(qū)域，所述第一柵氧化層靠近所述漏端區(qū)域。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)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:
[0018]在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成漏端漂移區(qū)；
[0019]在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述漏端漂移區(qū)為N-漂移區(qū)，所述源端阱區(qū)為P阱。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包含硅的氧化物。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述漏端漂移區(qū)和所述源端阱區(qū)相接，相接之處位于所述第二柵氧化層之下。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)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，通過利用雙柵氧工藝制作柵氧化層，柵氧化層分為靠近源端一側(cè)稍薄的第二柵氧化層和靠近漏端一側(cè)稍厚的第一柵氧化層，漏端柵氧較厚的厚度可以降低漏柵之間的電場，提高器件漏端的耐壓能力。因此利用此結(jié)構(gòu)，可以省略掉漏柵之間的硅化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB)以減小器件尺寸。而且可以減少生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。在多晶硅刻蝕之前就進(jìn)行源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入，可以有效避免傳統(tǒng)制造工藝中源端阱區(qū)的分布相差較大的問題。
[0025]另外，利用自對準(zhǔn)工藝進(jìn)行源端阱區(qū)的大角度的雜質(zhì)注入(45°?83°的注入角度)，柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)形成和源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入使用同一次光刻(同一光刻膠)，器件溝道長度由注入能量及角度決定，實(shí)現(xiàn)更長溝道的調(diào)節(jié)；采用不同厚度的光刻膠可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的注入深度；并且整個(gè)模塊工藝比較干凈。和傳統(tǒng)非自對準(zhǔn)注入工藝相比，更容易實(shí)現(xiàn)精確控制。
【附圖說明】
[0026]圖1是一種傳統(tǒng)場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖2是形成源端阱區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是涂抹上光刻膠形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是去除光刻膠后形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是場效應(yīng)晶體管的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]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(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)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。
[0033]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(shí)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(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0034]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-型代表輕摻雜濃度的N型。
[0035]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]圖1是場效應(yīng)晶體管的制作方法的流程圖。
[0037]—種場效應(yīng)晶體管的制作方法，包括步驟:
[0038]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。
[0039]然后在襯底結(jié)構(gòu)100上形成漏端漂移區(qū)122和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)600。漏端漂移區(qū)122為N-漂移區(qū)。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI，shallow trench isolat1n)600即場氧化層，可以包含硅的氧化物，例如可以是二氧化硅。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)600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。
[0040]漏端漂移區(qū)122和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)600形成完成后，接著以下步驟。
[0041]步驟S120:在襯底結(jié)構(gòu)100上形成柵氧化層。柵氧化層為二氧化硅層。柵氧化層包括并列在襯底結(jié)構(gòu)100上第二柵氧化層220和第一柵氧化層210，第二柵氧化層220比第一柵氧化層210薄。其中，第二柵氧化層220靠近源端區(qū)域110，第一柵氧化層210靠近漏端區(qū)域120。第二柵氧化層220的厚度在60埃?600埃之間，第一柵氧化層210的厚度在500埃?1200埃之間。第二柵氧化層220和第一柵氧化層210各自的厚度及分界位置由柵漏工作電壓決定。
[0042]在形成柵氧化層時(shí)，可以首先在襯底結(jié)構(gòu)100上淀積一層稍厚的氧化層(第一柵氧化層210)，然后再刻蝕去稍厚的氧化層的一部分，再在刻蝕了氧化層的襯底結(jié)構(gòu)100上淀積一層稍薄的氧化層(第二柵氧化層220)。
[0043]通過利用雙柵氧工藝制作柵氧化層，柵氧化層分為靠近源端一側(cè)稍薄的第二柵氧化層220和靠近漏端一側(cè)稍厚的第一柵氧化層210，漏端柵氧較厚的厚度可以降低漏柵之間的電場，提高器件漏端的耐壓能力。因此利用此結(jié)構(gòu)，可以省略掉漏柵之間的硅化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB)以減小器件尺寸。而且可以減少生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。在多晶硅刻蝕之前就進(jìn)行源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入，可以有效避免傳統(tǒng)制造工藝中源端阱區(qū)的分布相差較大的問題。
[0044]柵氧化層形成后接著以下步驟。
[0045]步驟S130:在柵氧化層上形成多晶娃層300。采用淀積工藝在柵氧化層形成一層多晶硅層300。由于柵氧化層包括厚薄不一的第二柵氧化層220和第一柵氧化層210，因而可能會造成多晶硅層300的上表面也并不平整，因而可以通過平坦化工藝使其平整。當(dāng)然，也可以不通過平坦化工藝。
[0046]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。光刻膠400為對源端阱區(qū)112 (P阱)進(jìn)行雜質(zhì)注入所用到的光刻膠。
[0047]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。
[0048]顯影后，接著步驟S160。
[0049]步驟S160:保留光刻膠400，與襯底結(jié)構(gòu)100表面呈45°?83°的注入角度對暴露多晶硅層300的暴露區(qū)域進(jìn)行雜質(zhì)注入以在襯底結(jié)構(gòu)100上形成源端阱區(qū)112。當(dāng)然，對于雜質(zhì)注入，既可以是呈45°?83°的注入角度，也可以伴隨著正常的垂直注入。
[0050]圖2是形成源端阱區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]步驟S170:保留光刻膠400，對多晶硅層300進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)310靠近源端的一側(cè)311。柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)形成和源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入使用同一次光刻(同一光刻膠)，器件溝道L長度由注入能量及角度決定，實(shí)現(xiàn)更長溝道L的調(diào)節(jié)；采用不同厚度的光刻膠可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的注入深度；并且整個(gè)模塊工藝比較干凈。和傳統(tǒng)非自對準(zhǔn)注入工藝相比，更容易實(shí)現(xiàn)精確控制。
[0052]圖3是形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053]步驟S180:去除光刻膠400?？涛g完柵端多晶硅結(jié)構(gòu)310靠近源端的一側(cè)311后，就可以將光刻膠400去除。
[0054]步驟S190:對(剩余的)多晶硅層300進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)310。此步驟的光刻采用另一光刻膠500，即用于刻蝕多晶硅柵極(柵端多晶硅結(jié)構(gòu)310)的光刻膠500。
[0055]圖4是涂抹上光刻膠形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是去除光刻膠后形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]步驟S200:在襯底結(jié)構(gòu)100上進(jìn)行摻雜形成源端區(qū)域110和漏端區(qū)域120。例如通過進(jìn)行源漏注入工藝，形成重?fù)诫s的漏極區(qū)(N+和P+)和源極區(qū)(N+)。漏端漂移區(qū)122和源端阱區(qū)112相接，相接之處位于第二柵氧化層220之下。也即漏端漂移區(qū)120占據(jù)位于第一柵氧化層210下的襯底結(jié)構(gòu)100表層，并延伸至位于第二柵氧化層220之下的襯底結(jié)構(gòu)100表層。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，漏端漂移區(qū)120與源端阱區(qū)112不一定需要相接，也可以留一些空間，以提高擊穿電壓。
[0057]圖6是場效應(yīng)晶體管的器件結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可以看出，利用上述場效應(yīng)晶體管的制作方法形成的此結(jié)構(gòu)省略掉漏柵之間的硅化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB)，因此可以減小器件尺寸，而且可以減少生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。
[0058]上述場效應(yīng)晶體管的制作方法，通過利用雙柵氧工藝制作柵氧化層，柵氧化層分為靠近源端一側(cè)稍薄的第二柵氧化層和靠近漏端一側(cè)稍厚的第一柵氧化層，漏端柵氧較厚的厚度可以降低漏柵之間的電場，提高器件漏端的耐壓能力。因此利用此結(jié)構(gòu)，可以省略掉漏柵之間的硅化物阻擋層結(jié)構(gòu)(SAB)以減小器件尺寸。而且可以減少生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。在多晶硅刻蝕之前就進(jìn)行源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入，可以有效避免傳統(tǒng)制造工藝中源端阱區(qū)的分布相差較大的問題。
[0059]另外，利用自對準(zhǔn)工藝進(jìn)行源端阱區(qū)的大角度的雜質(zhì)注入(45°?83°的注入角度)，柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)形成和源端阱區(qū)的雜質(zhì)注入使用同一次光刻(同一光刻膠)，器件溝道長度由注入能量及角度決定，實(shí)現(xiàn)更長溝道的調(diào)節(jié)；采用不同厚度的光刻膠可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的注入深度；并且整個(gè)模塊工藝比較干凈。和傳統(tǒng)非自對準(zhǔn)注入工藝相比，更容易實(shí)現(xiàn)精確控制。
[0060]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6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)。上述場效應(yīng)晶體管為N型場效應(yīng)晶體管，在其他實(shí)施例中還可以是P型場效應(yīng)晶體管。
[0061]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)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(xiàng)】
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；所述柵氧化層包括并列在所述襯底結(jié)構(gòu)上第二柵氧化層和第一柵氧化層，所述第二柵氧化層比第一柵氧化層薄； 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； 保留所述光刻膠，與所述襯底結(jié)構(gòu)表面呈45°?83°的注入角度對暴露所述多晶硅層的暴露區(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)； 保留所述光刻膠，對所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)靠近源端的一側(cè)； 去除所述光刻膠； 對所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成柵端多晶硅結(jié)構(gòu)； 在所述襯底結(jié)構(gòu)上進(jìn)行摻雜形成源端區(qū)域和漏端區(qū)域； 其中，所述第二柵氧化層靠近所述源端區(qū)域，所述第一柵氧化層靠近所述漏端區(qū)域。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，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)上形成漏端漂移區(qū)； 在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述漏端漂移區(qū)為N-漂移區(qū)，所述源端阱區(qū)為P阱。4.根據(jù)權(quán)利要求2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。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述漏端漂移區(qū)和所述源端阱區(qū)相接，相接之處位于所述第二柵氧化層之下。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)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】H01L21/28GK106033727SQ201510104516
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月10日
【發(fā)明人】金炎
【申請人】無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司