[發(fā)明專利]一種超高壓BCD工藝的隔離結(jié)構(gòu)制作工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210461606.6
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103811402A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 邢軍軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/761
• 分類號: H01L21/761
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

技術領域

本發(fā)明屬于半導體集成電路制造工藝，具體涉及超高壓BCD制造工藝，尤其涉及一種超高壓BCD工藝的隔離結(jié)構(gòu)制作工藝方法。

背景技術

在超高壓BCD工藝(BCD是一種單片集成工藝技術，這種技術能夠在同一芯片上制作雙極管bipolar，CMOS和DMOS器件，稱為BCD工藝)中，由于其用來做高壓漂移區(qū)的DEEPNWELL（深N阱）本身濃度比較低，所以在用于HIGH?SIDE（高壓側(cè)）應用時，其LVPW（低壓P阱）對于PSUB（P型襯底）的punch?though（PT穿通型）耐壓往往都只有幾十伏的電壓，遠遠不能滿足于700V?ISOLATION（隔離）的要求。

為了能形成超高壓的ISOLATION結(jié)構(gòu)，目前的技術主要有兩種方法：第一種是做成SOI結(jié)構(gòu)（Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅，即硅晶體管結(jié)構(gòu)在絕緣體之上），通過介質(zhì)隔離形成超高壓ISOLATION，這種做法的優(yōu)點是可靠性突出且沒有l(wèi)atch?up（latch?up即閂鎖效應，又稱自鎖效應、閘流效應，它是由寄生晶體管引起的，屬于CMOS電路的缺點。通常在電路設計和工藝制作中加以防止和限制。該效應會在低電壓下導致大電流，這不僅能造成電路功能的混亂，而且還會使電源和地線間短路，引起芯片的永久性損壞。防止：在集成電路工藝中采用足夠多的襯底接觸），但是缺點也很明顯，成本太高，工藝加工復雜，特別是對于超高壓工藝，SOI做的DMOS往往結(jié)構(gòu)上和VDMOS（垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管）相近，其要求的漂移區(qū)比常規(guī)的LDMOS（橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管）大很多，所以面積上反而沒有太多優(yōu)勢；另一種做法是通過生長一層外延，將ISOLATION區(qū)域底部的N型加濃，實現(xiàn)超高壓的ISOLATION，這種做法需要增加一次外延，工藝也較復雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種超高壓BCD工藝的隔離結(jié)構(gòu)制作工藝方法，采用比較簡單的雙DEEP?NWELL阱擴散工藝，在超高壓BCD工藝內(nèi)實現(xiàn)耐壓達到700V以上隔離結(jié)構(gòu)，工藝簡單，成本低。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種超高壓BCD工藝的隔離結(jié)構(gòu)制作工藝方法，包括下列工藝步驟：

步驟1：準備一片P型硅片，其摻雜濃度由器件設計的耐壓決定；

步驟2：由光罩定義出深N阱一注入?yún)^(qū)域，進行P31注入，形成深N阱一；

步驟3：由光罩定義出深N阱二注入?yún)^(qū)域，進行P31注入，形成深N阱二；

步驟4:進行高溫推進，形成橫向和縱向的耐壓層；同時推進深N阱一和深N阱二，其濃度和結(jié)深由耐壓的要求決定；

步驟5:由光罩定義出低壓N阱注入?yún)^(qū)域，進行P31注入，形成低壓N阱；由光罩定義出低壓P阱注入?yún)^(qū)域，進行B11注入，形成低壓P阱；然后進行高溫退火；

步驟6：在全硅片上生長氧化層并淀積SiN，由光罩定義有源區(qū)，并干法刻蝕掉有源區(qū)以外的場隔離區(qū)上的SiN，在場隔離區(qū)上生長場氧作為漂移區(qū)場氧，然后將其余SiN采用濕法刻蝕去除；

步驟7：生長柵氧并淀積多晶硅，光罩定義形成柵極多晶硅；

步驟8：離子注入形成源區(qū)和漏區(qū)；

步驟9：進行后續(xù)工藝，包括接觸孔，金屬層，鈍化層工藝將電極引出。

進一步的，在步驟1中，所述P型硅片的電阻率較高，對于設計電壓在700V的BCD工藝，所述P型硅片的電阻率為70ohm.cm。

進一步的，在步驟2中，所述的深N阱一注入?yún)^(qū)域包含整個隔離結(jié)構(gòu)，其濃度和結(jié)深能夠滿足RESURF技術（Reduce?surfacefield，降低表面電場技術）的要求，即在橫向擊穿之前能在縱向全部形成耗盡層，從而減弱了橫向的電場，使得橫向耐壓能達到700V以上。

進一步的，在步驟3中，所述的深N阱二注入?yún)^(qū)域為隔離區(qū)域高壓的一側(cè)，即該區(qū)域的實際注入劑量是由深N阱一和深N阱二注入共同決定，而在漂移區(qū)和低壓端都沒有深N阱二注入，其目的主要在于能加強高壓一側(cè)的縱向punch?though耐壓，使得隔離區(qū)低壓P阱和低壓N阱對于PSUB的耐壓能達到700V以上。

進一步的，在步驟4中，所述的高溫推進，使得深N阱一的結(jié)深能形成RESURF結(jié)構(gòu)，而深N阱一和深N阱二共同區(qū)域的結(jié)深能滿足縱向的punch?though耐壓。所述的高溫推進的溫度為1150~1200攝氏度，時間為200~300分鐘。

進一步的，在步驟5中，所述高溫退火的溫度為1050~1150攝氏度，時間為30~60秒。