[發(fā)明專利]一種平面VDMOS環(huán)區(qū)制造方法和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410032189.2
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104810285A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙圣哲
• 申請（專利權(quán)）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種平面VDMOS環(huán)區(qū)制造方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（VDMOS）兼有雙極晶體管和普通金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOS）器件的優(yōu)點。對于現(xiàn)代平面VDMOS器件來說，一般都采用淺平面結(jié)結(jié)構(gòu)，典型的結(jié)深值為4-7um，在這么淺的結(jié)深下，器件如果沒有增加任何終端保護措施，擊穿電壓要比理想情況下即平行平面結(jié)的耐壓值低50%，因此，終端保護是平面VDMOS器件的一項關(guān)鍵技術(shù)。在器件的邊緣區(qū)域，雜質(zhì)原子在邊緣區(qū)擴散形成了柱面結(jié)或球面結(jié)，由于這兩種結(jié)均存在曲率，耗盡區(qū)也存在表面電場曲率效應(yīng)，導(dǎo)致該位置電場集中，擊穿將首先出現(xiàn)在這些區(qū)域。為了提高器件擊穿電壓，通常使用終端環(huán)技術(shù)，將耗盡區(qū)電場向外側(cè)拉平。并在最外側(cè)使用N型截止環(huán)截止，如圖1所示。

因此，終端環(huán)對于器件耐壓有很重要的作用，任何環(huán)區(qū)形貌的變化都會引起耐壓降低。在平面VDMOS工藝中，在生長初始氧化層（圖2）和完成場效應(yīng)晶體管（JFET）區(qū)的刻蝕和注入（圖3）之后，首先會進行截止環(huán)的光刻、刻蝕及注入（圖4、圖5），然后通過干法+濕法+清洗去膠（圖6），最后進行終端環(huán)的光刻、刻蝕及注入（圖7），以完成平面VDMOS環(huán)區(qū)的整個制作過程。

但是，在現(xiàn)有技術(shù)的上述步驟中，由于截止環(huán)的光刻圖形刻開區(qū)較小，而注入能量和劑量很大，易導(dǎo)致注入后去膠不凈的情況出現(xiàn)。在后續(xù)做終端環(huán)時，當(dāng)環(huán)側(cè)壁的初始氧化層被去不干凈的膠遮擋，在終端環(huán)的濕法腐蝕步驟中，將會在終端環(huán)區(qū)的側(cè)壁出現(xiàn)毛刺，導(dǎo)致形貌不規(guī)則，如圖8、圖9所示。這種環(huán)區(qū)毛刺現(xiàn)象對于器件的耐壓及可靠性測試都將起到負面作用。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種平面VDMOS環(huán)區(qū)制造方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在制造環(huán)區(qū)過程中易產(chǎn)生環(huán)區(qū)毛刺現(xiàn)象，導(dǎo)致形貌不規(guī)則的技術(shù)問題。

（二）技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種平面VDMOS環(huán)區(qū)制造方法，包括：

完成終端環(huán)區(qū)的光刻、刻蝕及第一導(dǎo)電類型離子注入；

完成截止環(huán)區(qū)的光刻、刻蝕及第二導(dǎo)電類型離子注入，所述第二導(dǎo)電類型與平面VDMOS有源區(qū)導(dǎo)電類型相同，與第一導(dǎo)電類型相反。

進一步地，

所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型。

進一步地，

所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型。

進一步地，

所述終端環(huán)區(qū)包括一個或多個終端環(huán)。

進一步地，

當(dāng)所述終端環(huán)區(qū)包括多個終端環(huán)時，所述終端環(huán)由內(nèi)而外的間隔等差增加。

另一方面，本發(fā)明還提供一種平面VDMOS環(huán)區(qū)制造系統(tǒng)，包括：

終端環(huán)制造單元，用于完成終端環(huán)區(qū)的光刻、刻蝕及第一導(dǎo)電類型離子注入；

截止環(huán)制造單元，用于完成截止環(huán)區(qū)的光刻、刻蝕及第二導(dǎo)電類型離子注入，所述第二導(dǎo)電類型與平面VDMOS有源區(qū)導(dǎo)電類型相同，與第一導(dǎo)電類型相反。

進一步地，

所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型。

進一步地，

所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型。

進一步地，

所述終端環(huán)區(qū)包括一個或多個終端環(huán)。

進一步地，

當(dāng)所述終端環(huán)區(qū)包括多個終端環(huán)時，所述終端環(huán)由內(nèi)而外的間隔等差增加。

（三）有益效果

可見，在本發(fā)明提供的平面VDMOS環(huán)區(qū)制造方法和系統(tǒng)中，通過優(yōu)化環(huán)區(qū)制作流程，首先完成終端環(huán)區(qū)的刻蝕及注入，而后再完成截止環(huán)區(qū)的刻蝕及注入。有效地避免了終端環(huán)區(qū)側(cè)壁形貌受到截止環(huán)區(qū)制備過程中去膠不凈的影響，改善了終端環(huán)區(qū)側(cè)壁形貌，解決了器件耐壓降低和可靠性不高的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是終端環(huán)技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是平面VDMOS制造工藝中生長初始氧化層的示意圖；

圖3是平面VDMOS制造工藝中JFET區(qū)刻蝕和注入示意圖；

圖4是平面VDMOS制造工藝中截止環(huán)的光刻、刻蝕及注入示意圖；