[发明专利]DDMOS台阶栅氧化层实现的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路的制造工艺，尤其是一种DDMOS台阶栅氧化层的制造工艺方法。

背景技术

在电源管理应用领域，18V以下的高压器件通常采用DDMOS(Drift Drain MOS)的结构，即将器件栅端和漏端之间用于降低电场强度的STI或LOCOS结构去掉，使器件耐压和比导通电阻能合理优化。如图1所示，是为传统的LDMOS(Lateral Diffused MOS)的器件结构图，P阱8位于N阱2中，P阱中还有Bulk4和源区5，浅槽隔离结构STI3将Bulk4和源区5隔开，栅氧化层13和多晶硅栅极6横跨P阱区8和靠近漏区9的扩展区域，其靠近漏区9的部分下方具有用于降低电场强度的浅槽隔离结构STI3。而DDMOS正是将此隔离结构STI3去除，如图2中的虚线圆圈所示处，形成新的DDMOS结构。这种结构器件设计的难点在于如何优化靠近器件漏端9的栅氧化层13下(图中虚线圆圈所示处)硅表面的电场强度。如图3所示，为现有的DDMOS的耐压BV(Breakdown Voltage)电势分布和碰撞电离的仿真图，图中可以看到，电势线(图中黑线)积聚在器件漏端的栅氧化层下硅表面，该区域电场升高，则会发生碰撞电离。

目前常规的优化途径是增加器件栅氧化层的厚度来降低电场，其是在阱注入完成之后生长一层厚栅氧化层，接着涂覆光刻胶，将器件的低压逻辑区域窗口打开，进行低压逻辑区域的注入及刻蚀，然后去胶，再生长低压逻辑区域的栅氧化层，这就需要引入一张新的掩模版来区分高压厚栅氧区域和低压逻辑区域，这种方法会引起成本上升。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种DDMOS台阶栅氧化层实现的工艺方法，使在不增加掩模版的情况下制造出台阶状的栅氧化层，优化靠近器件漏端的栅氧化层下的电场强度，降低制造成本。

为解决上述问题，本发明一种DDMOS台阶栅氧化层实现的工艺方法，其包含如下的步骤：

第1步，在P型硅衬底上进行N阱注入，然后场氧化，涂覆光刻胶并露光显影，进行P阱注入；

第2步，注入工艺之后，通过光刻胶刻蚀使光刻胶开口增加；

第3步，进行湿法刻蚀，去除开口区域即DDMOS的P阱注入区域的上方的氧化层；

第4步，光刻胶剥离，并进行硅片表面清洗；

第5步，依传统工艺在整个器件表面生长栅氧化层；

第6步，淀积多晶硅栅极并刻蚀，台阶状的栅氧化层及多晶硅栅极制作完毕。

进一步地，所述第1步中N阱深度大于P阱，以使N阱在P阱下方将P阱包住。

进一步地，所述第2步中光刻胶刻蚀开口单边控制在0.2μm～0.4μm之间，确保光刻胶开口将P阱区完全打开，P阱区全部露出。

进一步地，所述第6步中生成的台阶状部分位于P阱区正上方外侧不侵入P阱上方的沟道区。

本发明一种DDMOS台阶栅氧化层实现的工艺方法，通过光刻胶刻蚀和氧化层湿法刻蚀工艺，使DDMOS器件的P阱注入区域的氧化层去除，而漏端扩展区的氧化层得以保留，最终形成台阶状的栅氧化层，增加的栅氧化层厚度能有效降低电场，提高器件的耐压和比导通电阻优化度，同时，没有新的掩模版的引入，成本得以降低。

附图说明

图1是LDMOS结构图；

图2是DDMOS结构图；

图3是DDMOS耐压电势仿真图；

图4是本发明DDMOS N阱及P阱注入完成图；

图5是本发明DDMOS光刻胶刻蚀示意图；

图6是湿法刻蚀去除P阱区氧化层示意图；

图7是光刻胶剥离后的示意图；

图8是栅氧化层生长示意图；

图9是本发明台阶状栅氧化层和多晶硅栅极完成示意图；

图10是本发明的工艺流程图；

图11是本发明DDMOS与常规DDMOS的BV曲线图。

附图标记说明

1是P型衬底                  2是N阱

3是STI                      4是bulk

5是源端                     6是多晶硅栅极

8是P阱                      9是漏端

10是氧化层                  11是光刻胶

12是漏端扩展区              t是窗口增大的刻蚀量

13是栅氧化层

具体实施方式