具有p埋层的纵向沟道SOI nLDMOS器件单元的制作方法

摘要

本发明涉及一种具有p埋层的纵向沟道SOI nLDMOS器件单元的制作方法。现有方法制作的SOI nLDMOS器件严重制约了器件的纵向耐压性能和横向耐压性能，而且器件自加热效应严重、耐高温特性和热稳定性差。本发明方法在具有p型埋层的SOI厚膜材料上采用十次光刻制作具有p型埋层纵向沟道SOI nLDMOS器件，该器件在阻断态漏源极之间加高电压时，形成的耗尽层将承受绝大部分纵向耐压，从而提高了器件的纵向耐压性能，同时明显降低了器件自加热效应，改善了器件的耐高温特性和热稳定性，能够进一步减小系统体积、重量，节省资源、降低能耗和保护环境。

主权项

具有p埋层的纵向沟道SOI nLDMOS器件单元的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)选取抛光好的厚膜具有p型埋层的的SOI圆片作为初始材料，该SOI圆片由下至上依次包括p型半导体衬底、薄隐埋绝缘层、p型埋层区和n型顶层硅膜，通过薄隐埋绝缘层完全隔离p型半导体衬底和p型埋层区，薄的一个为n型顶层硅覆盖于p型埋层区之上用于制作器件和电路；步骤(2)将裸露的顶层硅膜的上表面进行第一次氧化，氧化层厚度为100～300nm，然后利用设计的缓冲区掺杂掩膜版对裸露的氧化层进行第一次光刻，刻除裸露的氧化层，形成缓冲区掺杂窗口，在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入n型杂质，缓冲区掺杂窗口内又掺入n型杂质的较高浓度顶层硅膜作为n型缓冲区；将顶层硅膜表面氧化层全部去除，洗净烘干；步骤(3)将裸露的顶层硅膜的上表面进行第二次氧化，氧化层厚度为200～300nm，然后利用设计的沟槽栅区掩膜版掩膜，采用深槽刻蚀方法依次对裸露的氧化层及氧化层下方的n型顶层硅膜进行第二次光刻，形成深沟槽，深沟槽的底部位于隐埋p型层的上表面；然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干；对深沟槽的内壁进行第三次氧化，氧化层厚度为50～100nm，采用腐蚀方法进行第三次刻蚀，去除深沟槽内壁表面的氧化层以消除机械损伤，清洗烘干；步骤(4)对裸露的硅表面进行第四次氧化，在深沟槽内壁上形成厚度为20～40nm的氧化层，深沟槽内壁上的氧化层作为栅介质薄膜，顶层硅膜上表面也被氧化层覆盖；然后采用化学气相淀积方法进行多晶硅淀积形成纵向多晶硅栅，采用化学机械抛光方法实现顶层硅膜上表面平坦化，洗净烘干；步骤(5)对顶层硅膜的上表面采用旋涂原硅酸四乙酯方法进行第五次氧化，利用设计的多晶硅栅区和漏极区掺杂掩膜版进行第四次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的氧化层，在多晶硅栅区域中开出多晶硅栅掺杂窗口、在漏极区域中开出漏极掺杂窗口，窗口之间的顶层硅膜上的氧化层作为场氧化层；然后在多晶硅栅掺杂窗口和漏极掺杂窗口内通过离子注入方法进行n型杂质重掺杂，采用腐蚀方法去除光刻胶并进行高温退火以恢复晶格完整性、杂质再分布和激活杂质原子，形成重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的漏极区；然后采用腐蚀方法去除重掺杂的多晶硅栅极区和重掺杂的漏极区的氧化层，洗净烘干；步骤(6)采用设计的p阱掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第五次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在紧靠栅介质层的顶层硅膜上表面形成P阱掺杂窗口；采用离子注入方法进行p阱掺杂形成与顶层硅膜掺杂类型相反且掺杂浓度比顶层硅膜杂质浓度高的p阱区；然后采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘干；步骤(7)采用设计的p阱欧姆接触掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第六次光刻，在p阱区内远离栅介质层一侧形成p阱欧姆接触掺杂窗口，然后采用离子注入方法掺入p型杂质形成与p阱掺杂类型相同的重掺杂p阱欧姆接触区，采用腐蚀方法去除光刻胶，洗净烘干；然后进行高温退火以恢复p阱区和p阱欧姆接触区的晶格完整性并激活杂质原子；步骤(8)采用设计的源区掺杂掩膜版对顶层硅膜的上表面进行第七次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的氧化层在p阱区内紧靠栅介质层一侧形成源区掺杂窗口，采用离子注入方法进行源区n型重掺杂，采用腐蚀方法去除光刻胶，然后进行快速热退火形成n型重掺杂源区；步骤(9)采用设计的电极引线接触孔掩膜版对顶层硅膜的上表面和深沟槽内壁表面进行第八次光刻，在重掺杂多晶硅栅极区沟槽内壁和上方形成栅极和栅场板电极窗口，在n型重掺杂源区和p阱欧姆接触区并按照降低表面电场规则覆盖紧邻p阱欧姆接触区的场氧化层上表面形成源极和源场板电极窗口，在重掺杂漏极区上方并按照降低表面电场规则覆盖紧邻重掺杂漏极区的场氧化层上表面形成漏极和漏场板电极窗口；然后采用真空镀膜方法在整个硅片的表面进行金属薄膜淀积，并采用设计的电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点掩膜版进行第九次光刻，采用腐蚀方法去除裸露的金属形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和金属压焊点；步骤(10)在上表面淀积绝缘钝化层，采用设计的金属压焊点接触掩膜版进行第十次光刻，刻除裸露的绝缘钝化层，去除光刻胶，洗净烘干，在金属压焊点上方刻蚀出金属压焊点窗口，用于进行引脚压焊及封装。