LDMOS器件的源端工艺方法与流程

ldmos器件的源端工艺方法
技术领域
1.本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种在bcd工艺中集成的ldmos器件的源端工艺方法。


背景技术：

2.dmos(double-diffused mos)由于具有耐高压，大电流驱动能力和极低功耗等特点，目前广泛应用在电源管理芯片中。在ldmos(lateral double-diffused mosfet，横向双扩散场效应晶体管)器件中，导通电阻是一个重要的指标。在bcd(bipolar-cmos-dmos)工艺中，ldmos虽然与cmos集成在同一块芯片中，但由于高击穿电压bv(breakdown voltage)和低特征导通电阻r
sp
(specific on-resistance)之间存在矛盾/折中，往往无法满足开关管应用的要求。高压ldmos既具有分立器件高压大电流特点，又吸取了低压集成电路高密度智能逻辑控制的优点，单芯片实现原来多个芯片才能完成的功能，大大缩小了面积，降低了成本，提高了能效，符合现代电力电子器件小型化、智能化、低能耗的发展方向。击穿电压和导通电阻是衡量高压ldmos器件的关键参数。因此在获得相同击穿电压的情况下，应尽量降低r
sp
以提高产品的竞争力。
3.现有的一种ldmos结构中，如图1所示，以最为常见的nldmos器件为例，图中101是p型衬底或者是p型外延，103是栅介质层，104是多晶硅栅极，105是漂移区及resurf层注入，107是p型体区注入，108是栅极侧墙，109是重掺杂n型区(源区、漏区)，110是重掺杂p型区。
4.当bcd工艺进入0.18um节点后，为了降低ldmos的源漏导通电阻rdson*sp，会通过ldmos的源端工程形成较短沟道以达到进一步降低rdson*sp的目的。同时，综合考虑纵向耐压和安全工作区的要求，会使用多步高能量注入，为了起到阻挡作用，会使用1um厚度以上的光刻胶，此时光刻胶的形貌不佳，其侧面形貌较倾斜并非垂直，如图2所示，导致高能量注入的掺杂源穿过倾斜的光刻胶阻挡区域进入ldmos的沟道，影响ldmos的阈值电压vt及rdson。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种ldmos器件的源端工艺方法，具有更优异的阈值电压性能及特征导通电阻性能。
6.为解决上述问题，本发明所述的一种ldmos器件的源端工艺方法，在衬底或外延表面涂覆光刻胶，然后在ldmos器件源端打开光刻胶形成源端的注入窗口，对源端进行第一次离子注入，在衬底或者外延中形成源区；
7.然后对源区光刻胶再次进行光刻去胶，形成新的源端注入窗口，重新定义出源区及沟道；
8.在重新形成的源区窗口的定义下对窗口内的多晶硅层进行刻蚀，去除窗口内的多晶硅层，露出多晶硅层下方的氧化硅层；
9.对源区窗口内进行第二次的低能量的掺杂离子注入。
10.进一步的改进是，所述步骤一中，涂覆的光刻胶的厚度不低于1um,光刻后打开光刻胶形成窗口，窗口内光刻胶侧壁呈倾斜状态。
11.进一步的改进是，所述的第一步中，第一次离子注入为高能量的离子注入；其注入分为一步注入形成，或者是分多步注入形成。
12.进一步的改进是，所述步骤一中，第一次离子注入后，高能量的离子穿过倾斜的窗口内的光刻胶侧壁，在衬底或者外延中除形成源区外，还额外形成掺杂源注入区，其形成于源区边缘，注入深度小于源区。
13.进一步的改进是，所述的对源区光刻胶进行部分去除，采用干法刻蚀对窗口区域光刻胶进行刻蚀，进一步扩大窗口区域。
14.进一步的改进是，扩大窗口区域之后，使得50～100％面积的掺杂源注入区也在窗口打开的范围之内。
15.进一步的改进是，所述的第二次的低能量的掺杂离子注入，是分为一次注入完成，或者是多次分步注入完成。
16.进一步的改进是，所述的第一次高能量注入，注入能量为50kev～2500kev。
17.进一步的改进是，所述的第二次低能量注入，注入能量为1kev～500kev。
18.本发明在高能量注入后，通过再次干法刻蚀少量去胶及多晶硅刻蚀重新定义ldmos的沟道，以减少高能量注入对ldmos沟道的影响。
附图说明
19.图1是传统的ldmos器件剖面图。
20.图2是本发明首先进行高能量离子注入的示意图。
21.图3是本发明对源端光刻胶进行修饰性刻蚀的示意图。
22.图4是本发明对源端光刻胶窗口内的多晶硅层进行刻蚀的示意图。
23.图5是本发明对源端进行低能量的离子注入的示意图。
24.图6是本发明的工艺流程图。
25.附图标记说明
26.101是衬底或者外延，103是氧化层，104是多晶硅层，502是光刻胶。
具体实施方式
27.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.本发明所述的一种ldmos器件的源端工艺方法，针对源端离子注入时高能量的离子穿过倾斜的光刻胶侧壁在衬底中形成额外的掺杂注入区，对器件沟道产生不利影响的问题，本发明采用一种新的工艺方法，首先，在衬底或外延表面涂覆光刻胶，然后在ldmos器件源端打开光刻胶形成源端的注入窗口，对源端进行第一次离子注入，在衬底或者外延中形成源区。由于高能量的离子注入，其注入能量为50kev～2500kev，涂覆的光刻胶的厚度不低于1um,光刻后打开光刻胶形成窗口，窗口内光刻胶侧壁呈倾斜状态。因此，倾斜状态下，高能量的离子能穿透靠下部的相对厚度较薄的光刻胶，因此除了形成源区外，还能在衬底中更浅一点的位置形成额外的掺杂源注入区，其形成于源区边缘，注入深度小于源区。
31.然后对源区光刻胶进行干法刻蚀少量去胶，进一步扩大源端注入窗口，形成新的源端注入窗口，使得大部分或全部的掺杂源注入区也在窗口打开的范围之内，一般为50～100％面积的掺杂源注入区露出，重新定义出源区及沟道。
32.在重新形成的源区窗口的定义下对窗口内的多晶硅层进行刻蚀，去除窗口内的多晶硅层，露出多晶硅层下方的氧化硅层。
33.对源区窗口内进行第二次的低能量的掺杂离子注入，注入能量为1kev～500kev，该低能量的离子注入可一次注入完成，或者是多次分步注入完成。
34.通过上述工艺方法，本发明在高能量注入之后，再对光刻胶进行少量的修饰性刻蚀，重新定义源区的注入范围，避免了进入光刻胶阻挡区域高能量注入的掺杂源对ldmos沟道的影响。
35.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。