[發明專利]緩變結、高壓器件和半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201811246390.5
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109449083B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 趙東光;占瓊
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/266
• 分類號: H01L21/266;H01L29/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發明提供了一種緩變結、高壓器件和半導體器件及其制造方法，所述緩變結的制造方法包括：在一具有摻雜區的襯底上形成具有用于向所述摻雜區進行離子注入的開口的圖案化掩膜層，采用與所述摻雜區具有的第一導電類型相反的第二導電類型離子對所述摻雜區進行離子注入；多次調整所述開口的寬度，且每次調整所述開口的寬度后，采用所述第二導電類型離子向所述摻雜區進行離子注入，以在所述摻雜區中形成緩變結。本發明的技術方案在較低的工藝溫度下制造緩變結，且通過控制離子注入的能量和劑量控制所述緩變結的結深和離子摻雜的濃度，以提高器件的擊穿電壓，進而獲得高壓器件，且不會降低低壓器件的性能，實現高壓器件與低壓器件的有效集成。

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種緩變結、高壓器件和半導體器件及其制造方法。

背景技術

在集成電路制造領域，高壓器件(擊穿電壓5V)存在于很多電路中，例如存儲類電路中采用高壓器件完成編程(program)和擦除(erase)功能。為了滿足器件的高擊穿電壓的要求，需要在器件中引入緩變結的結構，利用緩變結的摻雜濃度逐漸變化的特性來提高器件的擊穿電壓。參閱圖1，圖1是現有的高壓器件的結構示意圖，從圖1中可看出，可在位于襯底11上的淺溝槽隔離區12之間的低摻雜的漏區13底部與所述襯底11相接觸的區域制造緩變結，以提高器件的擊穿電壓。現有的技術中，一般是采用高溫驅動離子擴散的方法制造緩變結，參閱圖2a和圖2b，圖2a是摻雜離子沉積到襯底中的示意圖，圖2b是圖2a所示的摻雜離子沉積到襯底中之后擴散形成的緩變結的示意圖，從圖2a和圖2b中可看出，襯底21中包含一摻雜區22，摻雜區22中已含有N型或P型的離子，在高溫的驅動下，與摻雜區22中已有的離子的極性相反的摻雜離子23從摻雜區22的頂表面逐漸向摻雜區22的底部擴散，通過調整工藝溫度和擴散時間來控制結深和離子摻雜的濃度，以形成緩變結。此種方法需要在900℃～1200℃的溫度下作業，而過高的溫度會導致低壓器件的性能降低，例如會導致二級效應，也會導致低壓器件出現漏電和操作速度提不起來等問題，因此，不利于高壓器件和低壓器件的集成；而且此種方法控制緩變結的結深和離子摻雜濃度的精準度較差，導致不能精準地控制緩變結的性能。

因此，如何在較低的工藝溫度下，通過精準地控制結深和離子摻雜濃度去制造出緩變結，以制造出具有緩變結的高壓器件，進而使得高壓器件和低壓器件能夠有效的集成是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種緩變結、高壓器件和半導體器件及其制造方法，以在較低的工藝溫度下即可制造出緩變結。

為實現上述目的，本發明提供了一種緩變結的制造方法，包括：

提供一具有摻雜區的襯底，并在所述襯底上形成圖案化掩膜層，所述圖案化掩膜層具有用于向所述摻雜區進行離子注入的開口，所述摻雜區具有第一導電類型；

以所述圖案化掩膜層為掩膜，采用與所述第一導電類型相反的第二導電類型離子對所述摻雜區進行第一次離子注入；以及，

多次調整所述開口的寬度，且在每次調整所述開口的寬度后，以所述圖案化掩膜層為掩膜，采用與所述第一導電類型相反的第二導電類型離子向所述摻雜區進行離子注入，所述離子注入的能量和劑量隨著每次調整所述開口的寬度而逐漸變化，使得每次所述離子注入后形成具有預定深度和寬度的一層離子注入區，所有的所述離子注入區在所述摻雜區中構成緩變結。

可選的，所述多次調整，使得所述開口的寬度隨著調整次數的增多而逐漸變大或者逐漸變小。

可選的，當使得所述開口的寬度隨著調整次數的增多而逐漸變大時，前一次的所述離子注入的能量小于后一次的所述離子注入的能量，且前一次的所述離子注入的劑量大于后一次的所述離子注入的劑量，以使得所述緩變結的離子摻雜濃度從頂部至底部逐漸減小；當使得所述開口的寬度隨著調整次數的增多而逐漸變小時，前一次的所述離子注入的能量大于后一次的所述離子注入的能量，且前一次的所述離子注入的劑量小于后一次的所述離子注入的劑量，以使得所述緩變結的離子摻雜濃度從頂部至底部逐漸減小。