[發明專利]用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構及其制作方法

有效

• 申請號: 200910201331.0
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN102104048A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 陳靜;羅杰馨;伍青青;寧冰旭;薛忠營;肖德元;王曦
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L29/78;H01L23/60;H01L21/84;H01L21/336
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉;尹麗云

1.一種ESD保護結構，其特征在于，所述ESD保護結構包括直接連接SOI襯底體區的外延硅層；外延硅層的兩側為側氧隔離墻，所述側氧隔離墻用以劃分ESD保護結構與本征有源結構；外延硅層的頂部左右兩端分別為ESD保護結構的源漏區；外延硅層的頂部中心位置處向上生長有ESD保護結構的多晶硅柵；ESD保護結構的多晶硅柵與外延硅層之間夾有ESD保護結構的二氧化硅柵介質；ESD保護結構的多晶硅柵與ESD保護結構的二氧化硅柵介質的兩側設有側氧隔離墻。

2.一種用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構，其特征在于：所述ESD保護結構包括直接連接SOI襯底體區的外延硅層；外延硅層的兩側為側氧隔離墻，所述側氧隔離墻用以劃分ESD保護結構與本征有源結構；外延硅層的頂部左右兩端分別為ESD保護結構的源漏區；外延硅層的頂部中心位置處向上生長有ESD保護結構的多晶硅柵；ESD保護結構的多晶硅柵與外延硅層之間夾有ESD保護結構的二氧化硅柵介質；ESD保護結構的多晶硅柵與ESD保護結構的二氧化硅柵介質的兩側設有側氧隔離墻。

3.根據權利要求2所述的用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構，其特征在于：所述保護結構還包括SOI襯底，所述SOI襯底由下到上分別為SOI襯底體區，SOI襯底隱埋氧化層，頂層硅膜。

4.根據權利要求3所述的用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構，其特征在于：所述保護結構還包括本征SOI?MOS結構，所述本征SOI?MOS結構通過側氧隔離墻與所述ESD保護結構分隔；所述本征SOI?MOS結構包括：

本征SOI?MOS結構的源漏區，分別設于頂層硅膜頂部左右兩端；

本征SOI?MOS結構的多晶硅柵，生長于頂層硅膜的頂部中心位置處上方；

本征SOI?MOS結構的二氧化硅柵介質，夾于本征SOI?MOS結構的多晶硅柵與頂層硅膜之間；

側氧隔離墻，生長于本征SOI?MOS結構的多晶硅柵與本征SOI?MOS結構的二氧化硅柵介質的兩側。

5.根據權利要求4所述的用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構，其特征在于：所述本征SOI?MOS結構的頂層硅膜左側連接側氧隔離墻，右側連接淺溝槽隔離墻。

6.一種ESD保護結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，由下到上依次生長SOI襯底體區，SOI襯底隱埋氧化層，頂層硅膜構成SOI襯底；在SOI襯底上熱氧化生成一層二氧化硅緩沖層；

步驟二，在二氧化硅緩沖層上沉積一層氮化硅層；

步驟三，利用一道光刻工藝開口ESD保護單元區域，所述ESD保護單元區域從氮化硅層深入到SOI襯底隱埋氧化層；

步驟四，制作側氧隔離墻，用以劃分ESD保護單元和本征有源結構；

步驟五，在ESD保護單元區域利用快速退火化學氣相淀積工藝選擇性生長外延硅；

步驟六，采用化學機械拋光使頂層硅膜表面平滑；

步驟七，在外延硅上制作ESD保護結構的多晶硅柵、源區、漏區。

7.根據權利要求6所述的ESD保護結構的制作方法，其特征在于，所述側氧隔離墻的制作方法為：首先在步驟三的基礎上各向同性生長一層二氧化硅；然后各向異性刻蝕二氧化硅。

8.一種用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，由下到上依次生長SOI襯底體區，SOI襯底隱埋氧化層，頂層硅膜構成SOI襯底；在SOI襯底上熱氧化生成一層二氧化硅緩沖層；

步驟B，在二氧化硅緩沖層上沉積一層氮化硅層；

步驟C，利用一道光刻工藝開口ESD保護單元區域，所述ESD保護單元區域從氮化硅層深入到SOI襯底隱埋氧化層；

步驟D，制作側氧隔離墻，用以劃分ESD保護單元和本征有源結構；

步驟E，在ESD保護單元區域利用快速退火化學氣相淀積工藝選擇性生長外延硅；

步驟F，采用化學機械拋光使頂層硅膜表面平滑；

步驟G，在外延硅上制作ESD保護結構的多晶硅柵、源區、漏區。

9.根據權利要求8所述的用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構的制作方法，其特征在于，所述側氧隔離墻的制作方法為：首先在步驟三的基礎上各向同性生長一層二氧化硅；然后各向異性刻蝕二氧化硅。

10.根據權利要求8所述的用于絕緣體上硅技術的MOS型ESD保護結構的制作方法，其特征在于：所述方法還包括步驟H，在頂層硅膜上制造本征SOI?MOS型器件的多晶硅柵、源區、漏區；所述ESD保護結構為MOS型。