[發明專利]一種制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法

有效

• 申請號: 201810763632.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109003900B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 徐海銘;洪根深;吳建偉;徐政;劉國柱;李燕妃;吳素貞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明提供了一種制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法，屬于集成電路技術領域。所述制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法包括：對器件的溝道區域注入光刻，形成LDD光罩的圖形；按照LDD光罩的圖形注入P型雜質，進行高溫退火激活處理。該工藝方法能夠使VDMOS功率器件的溝道區電阻大大降低，降低VDMOS功率器件在單粒子輻照條件下的寄生三極管導通可能性，提高了可靠性；并且加工工藝簡單，可控性強，具有很強的可操作性。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法。

背景技術

單粒子輻照效應對超大規模集成電路(Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI)、CMOS電路器件、功率VDMOS功率器件器件具有較大影響，能夠干擾器件和電路的正常工作。單粒子輻照能夠對器件造成硬損傷，可能會就此造成器件永久失效。當單粒子入射在VDMOS器件的源極有源區時，可能導致器件的寄生晶體三極管(由源極有源區、p-body區和外延層形成)開啟，使VDMOS器件失去柵開關功能，進一步可能形成正反饋，導致器件的燒毀，稱為單粒子燒毀(SEB)現象。

在VDMOS功率器件的制作工藝中，需要一個較濃的電阻率做襯底材料片，在襯底材料片上進行硅外延所需的電阻率和厚度，完成后進行VDMOS功率器件制作。器件制作工藝通常是要生成場氧（SiO2）后，進行場氧腐蝕，完成有源區的隔離。在有源區上進行P型雜質注入，形成阱（Pwell）、器件的溝道區域和耐壓的隔離，進行N型雜質注入，形成源端接觸（N+），接著進行P型雜質的注入，形成體接觸(P+)，然后進行柵氧氧化，淀積多晶，進行光刻腐蝕，形成柵控制端，最后把柵端和漏端通過金屬連線引出，這樣器件結構基本完成。現有的VDMOS功率器件結構由于一般采用硅基材料來做VDMOS功率器件，基礎介質層如硅、硅化合物等材料，其在輻照環境下，會產生單粒子燒毀效應，當整個集成電路中采用大量的VDMOS功率器件進行驅動、開關，其可靠性將巨幅下降，無法滿足電路應用高可靠性的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法，以解決現有的VDMOS功率器件容易產生單粒子燒毀效應，可靠性無法滿足電路應用的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法，包括如下步驟：

對器件的溝道區域注入光刻，形成LDD光罩的圖形；

按照LDD光罩的圖形注入P型雜質，進行高溫退火激活處理。

可選的，所述P型雜質的注入劑量為1E14~1E15cm^-2，能量為50-70Kev。

可選的，在對器件的溝道區域注入光刻前，所述制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法還包括：

提供硅襯底；

在所述硅襯底上生長出外延硅層；

進行P型雜質注入，注入劑量為5E12~5E13cm^-2，能量為50-80Kev，并進行高溫退火處理形成P阱。

可選的，在進行高溫退火激活處理后，所述制作穩定VDMOS功率器件的工藝方法還包括：

按照N+/P+光罩的圖形，分別形成源端和體接觸的圖形；

按照P+光罩圖形注入P型雜質，注入劑量為5E14~5E15cm^-2，能量為50-100Kev，并進行高溫退火處理形成P+體接觸端；按照N+光罩圖形注入N型雜質，注入劑量為5E14~1E16cm^-2，能量為50-80Kev，并進行高溫退火處理形成N+源端；

進行柵氧SiO2生長和多晶硅的淀積；

對柵氧SiO2和多晶硅進行光刻和腐蝕，形成多晶柵控制端；