[发明专利]控制多指型半导体器件参数波动的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种控制多指型半导体器件参数波动的制造方法。

背景技术

在半导体集成电路中，同一硅衬底上往往需要集成众多半导体器件，即使采用相同的生长工艺进行生长，位于硅衬底的不同位置上的半导体器件的参数往往有偏差，而采用相同工艺生长在不同硅衬底上的半导体器件的参数也更加会有偏差。现有工艺中，往往通过对半导体器件的各掺杂区的生长工艺条件进行严格控制来控制半导体器件的参数波动，但是，由于生产设备的限制，控制各半导体器件的参数波动往往需要较大成本且有一定的控制极限，超过这个极限则无法再进一步控制参数波动。

现以JFET器件为例来说明对参数波动的控制的不易。如图1所示，是JFET器件的剖面结构图；以N型JFET器件为例，在P型硅衬底(P_Sub)101上形成有P阱(PW)102，P阱102也能由掺杂相同的P型外延层替代，P阱102的掺杂较浓；在P阱102上形成有采用离子注入的方法形成的N阱(NW)103。在N阱103表面源区104a和漏区104b以及栅区105，源区104a和漏区104b都为N型重掺杂注入区(NP)，栅区105为P型重掺杂注入区(PP)。导电的沟道区由栅区105和P阱102相夹而形成。该JFET器件为常开器件，栅区105和P型硅衬底101相连接从背面引出作为器件的栅极，于栅区105两侧形成的源区104a和漏区104b分别通过正面金属引出源极和漏极。该JFET器件主要使用于音频采集放大等应用场景。

由于JFET器件特殊性，沟道区掺杂由两次反向注入杂质混合叠加(counter dope)而成即P阱102和N阱103叠加形成，沟道区的高度h更是由两次注入和扩散而形成。而从原理上讲，该JFET器件的主要参数漏极工作电流(IDSS)和沟道区的杂质浓度成平方关系，与沟道区的高度h成立方关系。所以制造JFET器件的最大困难就在于指定工艺范围(spec)内的器件可重复生产性。比如某应用指定IDSS值范围为200μA～350μA，但是在控制较好的生产线经过大量的限定机台等严格控制方法，重复生产也只能做到使IDSS范围为100μA～600μA。使得该JFET器件的生产制造极为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种控制多指型半导体器件参数波动的制造方法，能够将多指型半导体器件参数控制在工艺要求范围内，从而能提升产品的可生产性。

为解决上述技术问题，本发明提供的控制多指型半导体器件参数波动的制造方法包括如下步骤：

步骤一、提供一硅衬底，在所述硅衬底的器件区形成多个多指型半导体器件，各所述多指型半导体器件都为由多个半导体器件单元结构组成的多指结构，每个所述半导体器件单元结构的第一掺杂区和第二掺杂区都为指状结构，同一所述多指型半导体器件的各所述半导体器件单元结构的第一掺杂区和第二掺杂区交叉排列。

步骤二、对各所述多指型半导体器件的参数进行预估并得到预估值。

步骤三、进行正面金属层后，采用金属层光罩对所述正面金属层进行刻蚀形成各所述多指型半导体器件的电极金属指，各所述多指型半导体器件的电极金属指用于和对应的所述第一掺杂区和所属第二掺杂区的指状结构相连，各所述多指型半导体器件的电极金属指的数目根据步骤二中的预估值调整，使形成所述电极金属指后的各所述多指型半导体器件的参数达到工艺要求值。

进一步的改进是，所述多指型半导体器件为JFET器件，步骤一中形成的所述JFET器件都为由多个JFET单元结构组成的多指结构，每一个JFET单元结构的源区、漏区和栅区都呈条形的指状结构，所述JFET单元结构的源区对应于所述第一掺杂区，所述JFET单元结构的漏区对应于所述第二掺杂区；令各所述JFET单元结构的源区为源区指、各所述JFET单元结构的漏区为漏区指、各所述JFET单元结构的栅区为栅区指，所述栅区指为第一导电类型掺杂，所述源区指和所述漏区指都为第二导电类型掺杂且位于所述栅区指两侧；同一个所述JFET器件中各所述源区指和各所述漏区指交替排列，两个相邻的所述源区指和所述漏区指之间间隔有一个所述栅区指，由两个相邻的所述源区指和所述漏区指和之间的所述栅区指组成一个所述JFET单元结构；每一个所述JFET器件的源区指数等于漏区指数。

进一步的改进是，步骤二中采用如下分步骤实现对各所述多指型半导体器件的参数进行预估：