[发明专利]一种SOI横向高压器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，具体涉及一种SOI横向高压器件及其制造方法。

背景技术

相较于常规的体硅技术，SOI技术具有高速、低功耗、高集成度、寄生效应小、隔离特性良好、闭锁效应小以及强抗辐射能力等优点，使集成电路的可靠性和抗软失误能力大大提高，从而正逐渐成为制造高速度、低功耗、高集成度和高可靠性的集成电路的主流技术。

以SOI横向高压器件为基础的SOI高压集成电路(High Voltage IC，简称HVIC)，作为智能功率集成电路(Smart Power IC，简称SPIC)领域的一个新兴分支，近年来得到了迅速的发展。然而，SOI横向高压器件较低的纵向耐压限制了其在HVIC中的应用，根据SOI介质场增强(ENhanced DIelectric layer Field，简称ENDIF)普适理论，采用超薄顶层硅可提高SOI器件的纵向耐压，但同时也导致了较大的比导通电阻。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种SOI低阻横向高压器件及其制造方法，能够保持器件高击穿电压的同时降低器件比导通电阻。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种SOI横向高压器件的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：选择SOI材料，该材料包括Si衬底层、埋氧层以及绝缘体上硅层；

步骤2：在绝缘体上硅层上进行漂移区的两段式线性变掺杂，通过注入N型杂质形成不同变化斜率的绝缘体上硅层与薄硅层漂移区；

步骤3：在N型分段式线性变掺杂漂移区上进行局部氧化，形成薄硅层区，即厚介质层；

步骤4：在N型分段式线性变掺杂漂移区上进行硼注入，形成Pwell区；

步骤5：在N型分段式线性变掺杂漂移区上进行磷注入，形成Nwell区；

步骤6：在N型分段式线性变掺杂漂移区形成栅极前，近栅极的位置表面生长一层场氧化层，形成栅氧化层；

步骤7：淀积多晶硅，形成多晶硅栅电极；

步骤8：利用同一道掩膜版，利用高能离子注入进行N型杂质注入，严格控制注入能量与注入时间，形成N条；利用离子注入进行P型杂质注入，严格控制注入能量与注入时间，形成P条；从而N条和P条构成竖直方向的超结结构；

步骤9：进行第一P型重掺杂区、第一N型重掺杂区以及第二N型重掺杂区的注入，形成欧姆接触，引出电极；

步骤10：第一层接触孔刻蚀，淀积铝金属，形成源极接触电极与漏极接触电极。

作为优选方式，漂移区线性变掺杂为两段式线性变掺杂，所述两段式线性变掺杂即实现两段不同浓度梯度的掺杂，通过设计漂移区掩膜版的不同开口宽度来实现。

作为优选方式，通过注入能量与注入时间的严格控制，使N条、P条与埋氧层上表面相接触或不接触、或者N条、P条位于绝缘体上硅层体内。

作为优选方式，通过设计掩膜版的不同开口数量实现P条与N条的多次重复。

作为优选方式，设计P条与N条掩膜版的不同宽度来实现P条与N条宽度的不同。考虑到氧化层吸硼排磷导致的杂质重构现象，可通过设计P条与N条掩膜版的不同宽度实现依然能够电荷平衡的低阻导通结构，从而在不影响器件耐压的情况下，降低比导通电阻。

作为优选方式，步骤8中N条与P条的形成顺序互换，且步骤8必须在高温过程之后进行，以保证N条与P条形貌的完整性，具体步骤顺序根据不同的工艺进行调整。

作为优选方式，所述步骤1中的衬底为N型硅或P型硅；绝缘体上硅层为N型硅或P型硅。

作为优选方式，所述步骤3中进行局部氧化形成薄硅层区的具体方法为：光刻得到薄硅层区窗口后，利用局部氧化对该窗口进行填充扩散得到薄硅层区，即厚介质层，再利用平坦化工艺去除漂移区上多余的氧化部分。

作为优选方式，所述步骤10后包括步骤11：进行第二层接触孔刻蚀得到接触孔、接触孔，淀积铝金属，分别形成源极场板、漏极场板，从而调节器件的表面电场，进一步改善器件的耐压。