專利名稱：一種鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，廣泛使用的鋁柵互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件均使用P型阱電阻調(diào)整頻率等重要參數(shù)。在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片制造工藝中，通過一次阱注入形成P型阱，該P(yáng)型阱具有的電阻為P型阱電阻。為了滿足P型阱電阻的阻值要求，形成該P(yáng)型阱時(shí)，需要該P(yáng)型阱的雜質(zhì)濃度達(dá)到一定值。
同時(shí)，該P(yáng)型阱的濃度直接影響N型金屬氧化物半導(dǎo)體器件或N型耗盡管的功能參數(shù)，例如當(dāng)P型阱的雜質(zhì)濃度過大時(shí)，P阱電阻變小，開啟電壓Vtn會變大，從而影響電路的開啟。
但是，該P(yáng)型阱的雜質(zhì)濃度很難同時(shí)滿足電阻值和半導(dǎo)體器件參數(shù)的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法，用以使用多晶硅電阻代替原P型阱電阻，使得P型阱的濃度滿足半導(dǎo)體器件的功能參數(shù)要求，多晶硅電阻滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的電阻要求。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋁柵半導(dǎo)體器件，包括
位于襯底內(nèi)的硼P阱區(qū)，所述硼P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；
位于所述硼P阱區(qū)上表面的薄膜氧化層；
位于所述薄膜氧化層上表面的多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；
位于所述多晶娃層表面的金屬層；
位于所述金屬層表面的絕緣層。
較佳的，所述鋁柵半導(dǎo)體器件，還包括
穿過所述多晶硅層、薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)，內(nèi)部填充金屬物質(zhì)的過孔；或者
穿過所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)，內(nèi)部填充多晶硅的過孔。
較佳的，所述鋁柵半導(dǎo)體器件，還包括
位于所述硼P阱區(qū)內(nèi)的N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。
較佳的，所述薄膜氧化層的厚度為500埃至800埃。
較佳的，所述多晶硅層的厚度為2000埃。
發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋁柵半導(dǎo)體器件的制作方法，包括
向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)形成P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；
在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層；
在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；
在所述多晶硅層上生長金屬層；
在所述金屬層上覆蓋絕緣層。
較佳的，在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層之后，還包括
利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)的過孔，生長多晶硅層時(shí)，將多晶硅填充所述過孔；或者
在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層之后，還包括
利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過所述多晶硅層、所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)的過孔，生長金屬層時(shí)，將金屬物質(zhì)填充所述過孔。
較佳的，所述向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)，形成硼P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求，包括
在襯底上表面涂抹光刻膠；
通過曝光、顯影、刻蝕，形成P阱注入?yún)^(qū)；
利用中束流注入機(jī)進(jìn)行硼雜質(zhì)注入，形成P阱區(qū)；
去除所述光刻膠后，對所述P阱區(qū)的硼雜質(zhì)進(jìn)行推阱，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求。
較佳的，所述形成硼P阱區(qū)后，還包括
分別利用N型源漏區(qū)光刻版和P型源漏區(qū)光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕制作出N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。
較佳的，在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求，包括
在所述薄膜氧化層上表面沉積多晶硅；
采用大束流注入機(jī)進(jìn)行多晶硅摻雜；
利用多晶硅光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、光刻形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法，用于向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)，形成硼P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層；在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；在所述多晶硅層上生長金屬層；在所述金屬層上覆蓋絕緣層。使用本發(fā)明實(shí)施例提供的鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法，通過使用多晶硅電阻代替原P阱型電阻，使得P阱的濃度滿足半導(dǎo)體器件的功能參數(shù)要求，多晶硅電阻滿足半導(dǎo)體器件的電阻要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中鋁柵半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例中鋁柵半導(dǎo)體器件的制造方法流程示意圖3a_圖3j為本發(fā)明實(shí)施例中鋁柵半導(dǎo)體器件的制作方法流程示意圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例中鋁柵半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋁柵半導(dǎo)體器件，如圖1所示，該鋁柵半導(dǎo)體器件包括
位于襯底I內(nèi)的硼P阱區(qū)2，該硼P阱區(qū)2的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；
位于硼P阱區(qū)2上表面的薄膜氧化層3 ；
位于薄膜氧化層3上表面的多晶硅層4，該多晶硅層4的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；
位于該多晶娃層4表面的金屬層5 ；
位于該金屬層5表面的絕緣層6。
較佳的，該鋁柵半導(dǎo)體器件，還包括
穿過多晶硅層4、薄膜氧化層3，底部達(dá)到硼P阱區(qū)2，內(nèi)部填充金屬物質(zhì)的過孔7 ； 或者穿過薄膜氧化層3，底部達(dá)到硼P阱區(qū)2，內(nèi)部填充多晶硅的過孔7。
較佳的，該鋁柵半導(dǎo)體器件還包括位于硼P阱區(qū)2內(nèi)的N型摻雜區(qū)8和P型摻雜區(qū)9。
較佳的，該薄膜氧化層3的厚度為500埃至800埃，該薄膜氧化層3的厚度也可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整為其他值。
較佳的，該多晶硅層4的厚度為2000埃，該多晶硅層4的厚度也可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整為其他值。
通過上述描述可知，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述鋁柵半導(dǎo)體器件，由于使用多晶硅電阻代替現(xiàn)有技術(shù)中的P型阱電阻，使得制作該P(yáng)型阱時(shí)只需考慮滿足半導(dǎo)體器件的參數(shù)要求，而無需考慮半導(dǎo)體阻值要求。而且，使用該多晶硅電阻可以在阻值較小的情況下，又滿足電阻偏差小。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的鋁柵半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行說明，如圖 2所示,包括下列步驟
步驟201、向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)形成硼P阱區(qū)，該P(yáng)阱區(qū)的結(jié)深滿足半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；具體的，在襯底上表面進(jìn)行初始氧化，形成初始氧化層，然后涂抹光刻膠，通過曝光、顯影、刻蝕，形成P阱注入?yún)^(qū)；利用中束流注入機(jī)進(jìn)行硼雜質(zhì)注入，形成P阱區(qū)；去除上述光刻膠后，對P阱區(qū)的硼雜質(zhì)進(jìn)行推阱，該P(yáng)阱區(qū)的結(jié)深滿足半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求。去除上述場氧化層后，為了減小后續(xù)生成N型摻雜區(qū)和P型摻雜過程中對襯底的損傷，在P阱區(qū)的上表面生長一層犧牲氧化層，該犧牲氧化層的厚度為200埃至300埃。然后， 分別利用N型源漏區(qū)光刻版和P型源漏區(qū)光刻版，通過涂膠、曝光、顯影制作出N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。再采用緩沖氧化硅刻蝕液去除掉已受損的上述犧牲氧化層。
步驟202、在P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層；該薄膜氧化層的質(zhì)量較高，厚度可以為500埃至800埃。
步驟203、在薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，該多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；具體的，在薄膜氧化層上表面沉積多晶硅；采用大束流注入機(jī)進(jìn)行多晶硅摻雜；利用多晶硅光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、光刻形成多晶硅層，該多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求。該預(yù)定電阻值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，例如可以設(shè)定為1000歐姆。本步驟中，通過在多晶硅層中摻入雜質(zhì)，使其阻值滿足預(yù)定電阻值要求，這樣可以使用該多晶硅層代替現(xiàn)有技術(shù)中P型阱電阻，可以使P型阱中的雜質(zhì)濃度滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的功能參數(shù)要求。
步驟204、在多晶硅層上生長金屬層；
步驟205、在金屬層上覆蓋絕緣層。
在P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層之后，還包括利用多晶孔光刻版，通過涂膠、 曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過薄膜氧化層，底部達(dá)到硼P阱區(qū)的過孔，生長多晶硅層時(shí)，將多晶硅填充過孔；或者在薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層之后，還包括利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過多晶硅層、薄膜氧化層，底部達(dá)到硼P阱區(qū)的過孔，生長金屬層時(shí)，將金屬物質(zhì)填充過孔。
參見圖3a_圖3h，對本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行詳細(xì)描述，如圖3a所示，在襯底 11表面進(jìn)行初始氧化，生成初始氧化層12。該襯底可以為N型〈100〉晶向、電阻率為4歐姆至7歐姆的硅襯底。生成該場氧化層12時(shí)，可以將該襯底置于1000攝氏度的臥式爐管里，通入氧氣、氫氣和二氯乙烯，由此可以在硅襯底表面生長一層1000埃至1500埃的初始氧化層12。
如圖3b所示，在襯底11內(nèi)形成P阱區(qū)13。具體的，利用P型阱光刻版，通過涂膠、 曝光、顯影、刻蝕等步驟制作出 P阱的注入?yún)^(qū)，刻蝕時(shí)，可以使用緩沖氧化硅刻蝕液進(jìn)行濕法刻蝕；再利用中束流注入機(jī)，向該P(yáng)阱的注入?yún)^(qū)進(jìn)行硼注入；采用硫酸等去除上述涂抹的光刻膠；然后對該P(yáng)阱區(qū)13進(jìn)行高溫推阱，使該硼P阱區(qū)13的結(jié)深滿足半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求。
如圖3c所示，去除上述場氧化層12，在襯底上表面生長一層犧牲氧化層14。該犧牲氧化層14的厚度可以為200埃至300埃，可以用于減小后續(xù)生成N型摻雜區(qū)和P型摻雜過程中對襯底的損傷。
如圖3d所示，在P阱區(qū)13中制作N型摻雜區(qū)15。具體的，利用N型源漏區(qū)光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕制作出N型摻雜區(qū)15，并利用大束流注入機(jī)對該N型摻雜區(qū) 15進(jìn)行磷注入，再采用干法和濕法去除光刻膠。
如圖3e所示，在P阱區(qū)13中制作P型摻雜區(qū)16。具體的，利用P型源漏區(qū)光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕制作出P型摻雜區(qū)16，并利用大束流注入機(jī)對該P(yáng)型摻雜區(qū) 16進(jìn)行硼注入，再采用干法和濕法去除光刻膠。
如圖3f所示，去除上述犧牲氧化層14后，在P阱區(qū)13的上表面生長薄膜氧化層 17。該薄膜氧化層17的厚度為500埃-800埃，并且質(zhì)量較高。
如圖3g所示，在薄膜氧化層17上生長多晶硅層18，該多晶硅層18的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求。具體的，可以用臥式爐管，采用低壓化學(xué)氣相沉積的方式，在560攝氏度至620攝氏度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱解硅烷淀積多晶硅的方法，生長一層3000埃的多晶硅；用大束流注入機(jī)進(jìn)行多晶硅摻雜，得到雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求的多晶硅層18。 然后利用多晶硅光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕等步驟制作出多晶硅條狀區(qū)域。其中，刻蝕時(shí)可以利用氯氣中的氯原子與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可揮發(fā)的化合物。再采用干法加濕法去除上述光刻膠。
如圖3h所示，利用多晶硅過孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影等步驟確定出該過孔 19的刻蝕區(qū)域，再利用氣中的氯原子與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可揮發(fā)的化合物，刻蝕出過孔 19。然后，使用干法加濕法方式去除上述光刻膠。
如圖3i所示，在多晶硅層18上生長金屬層20 ;該金屬層20的金屬物質(zhì)填充了上述過孔19，與N型摻雜區(qū)15連接導(dǎo)通。
如圖3j所示，在上述金屬層20上覆蓋絕緣層21。
在上述圖3f所示的在P阱區(qū)13的上表面生長薄膜氧化層17之后，可以利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過薄膜氧化層17，底部達(dá)到硼P型阱區(qū)13的過孔19，這樣，后續(xù)生長多晶硅層18時(shí)，將多晶硅填充過孔19。如圖4所示，為過孔19在P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層17之后制作時(shí)，該鋁柵半導(dǎo)體器件的示意圖。
通過上述的描述可知，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的鋁柵半導(dǎo)體器件及其制作方法， 使用多晶硅電阻代替現(xiàn)有技術(shù)中的P型阱電阻，使得制作該P(yáng)型阱時(shí)只需考慮滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的參數(shù)要求，而無需考慮半導(dǎo)體阻值要求。而且，使用該多晶硅電阻可以在阻值較小的情況下，又滿足電阻偏差小。
盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選 實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁柵半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括 位于襯底內(nèi)的硼P阱區(qū)，所述硼P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求； 位于所述硼P阱區(qū)上表面的薄膜氧化層； 位于所述薄膜氧化層上表面的多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求； 位于所述多晶娃層表面的金屬層； 位于所述金屬層表面的絕緣層。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁柵半導(dǎo)體器件，其特征在于，還包括 穿過所述多晶硅層、薄膜氧化層，底部達(dá)到所述硼P阱區(qū)，內(nèi)部填充金屬物質(zhì)的過孔；或者 穿過所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述硼P阱區(qū)，內(nèi)部填充多晶硅的過孔。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁柵半導(dǎo)體器件，其特征在于，還包括 位于所述硼P阱區(qū)內(nèi)的N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的鋁柵半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄膜氧化層的厚度為500埃至800埃。
5.如權(quán)利要求1所述的鋁柵半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述多晶硅層的厚度為2000埃。
6.一種鋁柵半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括 向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)形成硼P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求； 在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層； 在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求； 在所述多晶硅層上生長金屬層； 在所述金屬層上覆蓋絕緣層。
7.如權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層之后，還包括 利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)的過孔，生長多晶硅層時(shí)，將多晶硅填充所述過孔；或者 在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層之后，還包括 利用多晶孔光刻版，通過涂膠、曝光、顯影形成過孔區(qū)域，刻蝕出穿過所述多晶硅層、所述薄膜氧化層，底部達(dá)到所述P阱區(qū)的過孔，生長金屬層時(shí)，將金屬物質(zhì)填充所述過孔。
8.如權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)，形成硼P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求，包括 在襯底上表面涂抹光刻膠； 通過曝光、顯影、刻蝕，形成P阱注入?yún)^(qū)； 利用中束流注入機(jī)進(jìn)行硼雜質(zhì)注入，形成P阱區(qū)； 去除所述光刻膠后，對所述P阱區(qū)的硼雜質(zhì)進(jìn)行推阱，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求。
9.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述形成硼P阱區(qū)后，還包括分別利用N型源漏區(qū)光刻版和P型源漏區(qū)光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕制作出N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)。
10.如權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求，包括 在所述薄膜氧化層上沉積多晶硅； 采用大束流注入機(jī)進(jìn)行多晶硅摻雜； 利用多晶硅光刻版，通過涂膠、曝光、顯影、光刻形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法，該方法，包括向襯底內(nèi)注入硼雜質(zhì)，形成硼P阱區(qū)，所述P阱區(qū)的結(jié)深滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的預(yù)定結(jié)深要求；在所述P阱區(qū)的上表面生長薄膜氧化層；在所述薄膜氧化層上生長多晶硅，并進(jìn)行摻雜后，形成多晶硅層，所述多晶硅層的雜質(zhì)濃度滿足預(yù)定電阻值要求；在所述多晶硅層上生長金屬層；在所述金屬層上覆蓋絕緣層。使用本發(fā)明實(shí)施例提供的鋁柵半導(dǎo)體器件及其制造方法，通過使用多晶硅電阻代替原P阱型電阻，使得P阱的濃度滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的功能參數(shù)要求，多晶硅電阻滿足鋁柵半導(dǎo)體器件的電阻要求。
文檔編號H01L21/82GK103000623SQ20111027532
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者譚燦健, 李如東, 譚志輝 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司