[发明专利]一种非外延高压BCD器件的制备方法无效

专利信息
申请号: 201010531896.8 申请日: 2010-11-04
公开(公告)号: CN102054786A 公开(公告)日: 2011-05-11
发明(设计)人: 李泽宏;姜贯军;余士江;谢加雄;张帅;胡涛;李婷;张超;任敏;肖璇;张波 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H01L21/8249 分类号: H01L21/8249
代理公司: 电子科技大学专利中心 51203 代理人: 葛启函
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 外延 高压 bcd 器件 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域,涉及高压BCD器件的制备方法,尤其是耐压达700V以上的BCD功率器件的制备方法。 

背景技术

专业术语说明: 

DNW:掺N型杂质的深阱;Ptop:P型掺杂区;Nwell:掺N型杂质的阱;Pwell:掺P型杂质的阱;Active:有源区;Poly:多晶硅区;NSD:N型重掺杂区;PSD:P型重掺杂区;Contact:欧姆接触区;Metal:金属区;Pad:压焊点区。 

BCD工艺是一种能够在同一芯片上制作BJT、CMOS和DMOS器件的单片集成工艺技术,1986年由意法半导体(ST)公司率先研制成功。BCD工艺把BJT、CMOS和DMOS器件同时制作在同一芯片上,一方面它综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗的优点,使其互相取长补短,发挥各自的优点;另一方面它集成了DMOS功率器件,DMOS可以在开关模式下工作,功耗极低,在不需要昂贵的封装和冷却系统的情况下,就可以将功率传递给负载。整合过后的BCD工艺流程,可大幅降低功率耗损,提高系统性能,大大减小系统体积,并具有更好的可靠性。 

由于BCD工艺中器件种类多,必须做到高压器件和低压器件的兼容:双极工艺和CMOS工艺的相兼容,尤其是要选择合适的隔离技术:为控制制造成本,必须考虑光刻版的兼容性。考虑到器件各区的特殊要求,为减少工艺制造用的光刻版,应尽量使同种掺杂能兼容进行。因此,需要精确的工艺模拟和巧妙的工艺设计,有时必须在性能与集成兼容性上作折中选择。功率输出级DMOS管是此类电路的核心,往往占据整个芯片面积的1/2~2/3,它是整个集成电路的关键。DMOS与CMOS器件结构类似,也有源、漏、栅等电极,但是漏端击穿电压高,需要加入提高器件耐压的工艺来使DMOS耐压满足要求。 

目前,国内外只有少量高压BCD工艺的相关专利,其中“METHOD OF MAKINGHIGH-VOLTAGE BIPOLAR/CMOS/DMOS(BCD)DEVICES”(专利号为:US7341905B2)是一项基于P型衬底,可制作BJT、CMOS和DMOS器件的集成电路工艺专利。该专利中首先形成NWELL,刻蚀有源区,形成P-Field区;然后制作栅氧,P型杂质注入,调节阈值电压;多晶硅栅淀积;形成Pbase区、N漂移区以及以P-top区;进行P+和N+注入,最后刻蚀接触 孔,淀积金属,形成钝化层。该工艺可制作高压DMOS、N-JFET和L-IGBT以及低压CMOS和BJT。但该工艺方法仅可制作耐压为700V的高压器件,在某些高压应用场合会受到限制;且该工艺不能制作精确的电阻,给电路设计带来不便。 

针对市场的不同需求,非外延BCD工艺用DNW替代了外延层,并简化了工艺流程,使该工艺更具竞争力。目前,该工艺已经顺利通过了产品验证,进入量产。非外延BCD工艺主要面向电源管理、显示驱动、汽车电子、工业控制等领域,该工艺的标准配置包括3.3V/5V的CMOS,12V/18V/30V/40V的LDMOS以及垂直的NPN和水平的PNP双极管。此工艺同时还提供高精度的电阻、高密度的电容及一次性可编程器等多种器件以方便客户选用,是LED驱动芯片、AC-DC转换器、功率驱动集成电路、电池保护和充电保护芯片的最佳工艺选择之 

发明内容

本发明提供一种非外延高压BCD器件的制备方法,该制备方法在同一硅片上集成高压DMOS器件、高压采样器件SensorFET、低压BJT器件、低压CMOS器件、低压DMOS器件、MOS电容、N阱和P阱电阻以及多晶硅电阻等器件。该制备方法可集成高耐压的DMOS和高压采样器件、高低压器件兼容性好,普适性和不同IC生产线可移植性好,成本相对较低等。 

本发明首先在P型单晶衬底上进行DNW和Ptop注入并分别推结;然后进行场氧化层生长和有源区刻蚀;进行Nwell和Pwell注入;制备栅氧和多晶硅栅;进行NSD和PSD注入;欧姆接触孔刻蚀;最后通过金属溅射、刻蚀,形成金属连线,淀积钝化层,刻蚀PAD。 

本发明技术方案如下: 

一种非外延高压BCD器件的制备方法,如图1所示,包括以下工艺步骤: 

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