[發明專利]一種用于直接驅動功率器件的高壓柵驅動芯片的制備方法

有效

• 申請號: 201010604240.4
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102130060A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 谷健;胡同燦
• 申請（專利權）人: 日銀IMP微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L21/762;H01L21/28;H01L21/265;H01L21/308
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

1.一種用于直接驅動功率器件的高壓柵驅動芯片的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

①選材：選擇晶向為(100)、電阻率為40～60ohm·cm.的P型硅片作為初始材料，選擇磷摻雜的N型硅片作為外延材料；由初始材料制成襯底層，由外延材料制成雙層結構的外延層，外延層包括底層外延層和頂層外延層，襯底層、底層外延層和頂層外延層由下至上依次生長；

②制備P型隔離區域，具體過程為：

②-1、在頂層外延層上生長一層厚度為900～1100nm的二氧化硅，然后在二氧化硅上涂覆一層光刻掩膜層；②-2、利用光刻機在光刻掩膜層上打開用于隔離高壓側驅動控制模塊和低壓側驅動控制模塊的隔離區域，然后使用腐蝕液去除隔離區域的二氧化硅；②-3、在隔離區域上生長一層厚度為60～80nm的二氧化硅作為注入阻擋層；②-4、向隔離區域隔離注入劑量為9.0E15ions/cm²且能量為50Kev的硼離子；②-5、使用腐蝕液去除厚度為500～600nm的二氧化硅；②-6、在氧化爐中推進隔離區域，推進溫度為1200℃，推進時間為100～120分鐘，然后進行濕氧氧化，在隔離區域上生長一層厚度為250nm的二氧化硅，形成P型隔離區域；

③制備P阱區域和P型降低電場區域，具體過程為：

③-1、在頂層外延層的表面上涂敷一層光刻掩膜層，然后利用光刻機在光刻掩膜層上打開P阱區域和P型降低電場區域，再使用腐蝕液去除P阱區域和P型降低電場區域的二氧化硅；③-2、在P阱區域和P型降低電場區域上分別生長一層厚度為80～90nm的二氧化硅；③-3、向P阱區域隔離注入劑量為6.6E12ions/cm²且能量為80Kev的硼離子；③-4、再一次在頂層外延層的表面上涂敷一層光刻掩膜層，然后利用光刻機打開P型降低電場區域上的光刻掩膜層，再向P型降低電場區域注入劑量為3.4E12ions/cm²且能量為80Kev的硼離子；③-5、利用等離子去膠設備去除頂層外延層的表面上的光刻掩膜層；③-6、在氧化爐中推進P阱區域和P型降低電場區域，推進溫度為1200℃，推進時間為600～720分鐘，然后進行濕氧氧化，分別在P阱區域和P型降低電場區域上生長一層厚度為1000～1200nm的二氧化硅；

④制備高壓橫向DMOS管的P型重摻雜區域，具體過程為：

④-1、在頂層外延層的表面上涂覆一層光刻掩膜層，然后利用光刻機在光刻掩膜層上打開P型重摻雜區域，再使用腐蝕液去除P型重摻雜區域的二氧化硅；④-2、在P型重摻雜區域上生長一層厚度為60～80nm的二氧化硅；④-3、向P型重摻雜區域注入劑量為3.0E14ions/cm²且能量為80Kev的硼離子；④-4、注入結束后去除頂層外延層的表面上的光刻掩膜層；④-5、在氧化爐中推進P型重摻雜區域；

⑤制備多晶電阻和多晶電容，具體過程為：

⑤-1、利用低溫化學汽相淀積的方式在頂層外延層的表面上淀積一層厚度為600～800nm的多晶硅，作為第一層多晶硅；⑤-2、向第一層多晶硅內注入劑量為3.2E14ions/cm²且能量為80Kev的硼離子進行多晶硅摻雜；⑤-3、利用光刻掩膜層形成多晶電阻和多晶電容的下極板；⑤-4、在氧化爐中進行多晶硅氧化，生長一層厚度為600～700nm的二氧化硅，作為電容介質層；

⑥制備高壓橫向DMOS管和常規CMOS管的有源區和多晶硅柵，具體過程為：

⑥-1、在頂層外延層的表面上涂覆一層光刻掩膜層，然后利用光刻機在光刻掩膜層上打開有源器件的有源區，再使用腐蝕液去除有源區的二氧化硅；⑥-2、在有源區上生長一層柵氧；⑥-3、在柵氧上淀積一層多晶硅，作為第二層多晶硅，形成多晶電容的上極板和多晶硅柵電極；

⑦制備高壓橫向DMOS管的P型輕摻雜區域，具體過程為：

⑦-1、在頂層外延層的表面上涂覆一層光刻掩膜層，然后利用光刻機在光刻膠掩膜層上打開P型輕摻雜區域，再使用腐蝕液去除P型輕摻雜區域的二氧化硅；⑦-2、在P型輕摻雜區域上生長一層厚度為60～80nm的二氧化硅；⑦-3、向P型輕摻雜區域注入劑量為7.0E13ions/cm²且能量為80Kev的硼離子；⑦-4、注入結束后利用等離子去膠機去除頂層外延層的表面上的光刻掩膜層；⑦-5、在氧化爐中隔離推進P型輕摻雜區域；

⑧制備常規CMOS管的源極和漏極，具體過程為：

⑧-1、在頂層外延層的表面上涂覆一層光刻掩膜層，然后利用光刻機在光刻掩膜層上分別打開CMOS管的N型源/漏區域和P型源/漏區域，再使用腐蝕液去除N型源/漏區域和P型源/漏區域的二氧化硅；⑧-2、向N型源/漏區域注入劑量為5.0E15ions/cm²且能量為60Kev的砷離子；⑧-3、向N型源/漏區域的漏極區域注入劑量為6.0E12ions/cm²且能量為120Kev的磷雜質，形成N型漏區輕摻雜區域；⑧-4、向P型源/漏區域的漏極區域注入劑量為7.0E14ions/cm²且能量為50Kev的硼離子。