[发明专利]半导体高压终端结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体的制作方法，尤其涉及一种半导体高压终端结构的 制造方法，以及涉及利用该方法获得的半导体高压终端结构。

背景技术

场板与场限环是用来提高半导体元器件抗电压击穿能力的常用终端保护技 术，而在高压器件中，具有渐变横向掺杂梯度(VLD)的高压终端保护环结构， 通常被认为比均匀掺杂的场限环具有更高的效率。

通常，与本发明相关的渐变横向掺杂梯度高压终端结构采用掩膜版来制作。 在掩膜版上设置若干成条状和孔状的通道，这些通道被利用为离子注入窗口， 离子注入后再通过热扩散来形成所需要的横向扩散梯度。然而，这种方法，需 要预先根据所拟定的杂质分布梯度来计算通道的数量和密度，这样的计算是比 较复杂的，并且需要将计算过程进行模拟并不断校正，过程比较繁琐。另外， 通过通道排布获得的杂质梯度，呈明显的锯齿状，达不到比较连续的缓变梯度。

鉴于此，即需要提出一种可改善横向杂质扩散分布的方法，以获得较连续 缓变的杂质分布梯度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可改善杂质横向掺杂分布的半导体 高压终端结构的方法以及提供一种由该方法获得的半导体高压终端结构。

本发明通过这样的技术方案解决上述的技术问题：

一种半导体高压终端结构的制造方法，包括以下步骤：第一步，提供硅基 板，于该硅基板上形成场氧化层，通过离子轰击在场氧化层上部引入损伤层， 该损伤层相比较下部的未损伤层有较高的腐蚀速率，或直接在场氧化层上淀积 松散氧化层引入易腐蚀层；第二步，利用光刻掩膜版定义高压终端结构区；第 三步，利用湿法腐蚀损伤层或易腐蚀层，按照损伤层或易腐蚀层的厚度和该层 与下面普通场氧化层的腐蚀速率差异形成具斜角的斜坡氧化层；第四步，利用 斜坡氧化层作为自对准掩膜进行离子注入，引入横向掺杂的初始杂质；第五步， 横向热扩散杂质，形成最终的渐变横向掺杂梯度。

本发明另提供一种利用上述技术方案获得的半导体高压终端结构，该结构 包括硅基板、设置在硅基板上的斜坡氧化层、利用该斜坡氧化层作为自对准掩 膜注入的渐变横向掺杂梯度的高压保护环，以及淀积在斜坡氧化层上的高掺杂 多晶硅或金属斜坡场板。

作为本发明的一种改进，该场氧化层为二氧化硅层。

作为本发明的另一种改进，其特征在于：在第四步与第五步之间利用退火 工艺激活斜坡场氧化层下的掺杂杂质，并形成渐变横向掺杂梯度的高压保护环。

作为本发明的另一种改进，于第一步中，离子轰击的能量造成场氧化层表 面损伤，损伤的程度和深度决定于离子轰击能量和剂量，斜坡氧化层的斜角角 度与该氧化层表面损伤的程度和深度以及腐蚀条件有关。

作为本发明的另一种改进，于第一步中的直接淀积松散氧化层可以通过化 学气相淀积方法获得。

作为本发明的另一种改进，第一步中的离子轰击过程采用氩离子或硅离子。

作为本发明的另一种改进，第三步中，用到的刻蚀溶液为氢氟酸和浓度为 40％的氟化氨水溶液的混合液，氢氟酸和氟化氨水溶液的比例为1:20至1:2，刻 蚀时间10分钟-1个小时。

作为本发明的另一种改进，第四步中的离子注入过程采用硼离子、磷离子 或砷离子。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明利用高压终端结构中常 用的斜坡氧化层作为自对准掩膜来进行离子注入，不需要专门的掩膜版，就可 以得到更连续缓变的横向扩散杂质分布，并且自然结合了斜坡场板的作用，可 以提高普通斜坡场板高压终端结构的工艺容限，并缩小终端结构的尺寸。调节 斜坡氧化层的斜角和离子注入的能量或剂量，就可以得到需要的横向扩散浓度 分布。

附图说明

图1为本发明离子轰击场氧化层的示意图；

图2为本发明光刻掩膜定义终端结构区的示意图；

图3为本发明湿法腐蚀形成斜坡氧化层的示意图；

图4为本发明引入渐变横向掺杂的初始杂质的示意图；

图5为本发明横向扩散杂质热扩散后的示意图；

图6为本发明斜坡场板结构下的横向扩散杂质的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。