專利名稱：Rfldmos的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法。
背景技術(shù)：
在擊穿電壓大于50V的RFLDMOS中，要求漏端金屬連線和硅襯底之間有足夠的距離，以滿足降低由金屬連線上的射頻信號(hào)引起的電磁波對(duì)硅基板產(chǎn)生感應(yīng)電流的要求。目前有兩種方法，一種是用長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)嵫趸纬沙竦膱?chǎng)氧，如圖1a所示，超厚場(chǎng)氧的厚度在5微米以上，這個(gè)方法的缺點(diǎn)是工藝時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高；另一種是采用多層金屬，這樣總的金屬層間介質(zhì)厚度也隨之增加，如圖1b所示，這樣漏端金屬連線用頂層金屬，與硅襯底之間可得到很大的距離，其缺點(diǎn)是工藝費(fèi)用比第一種更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，流程簡(jiǎn)單易行，最小化工藝成本，可以在較低的場(chǎng)氧厚度下得到較高厚度的總介質(zhì)，降低金屬連線對(duì)硅基襯底的射頻干擾。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟:第I步，在P型硅襯底上生長(zhǎng)P型外延；第2步，在P型外延上生長(zhǎng)一層氧化硅熱氧層，在氧化硅熱氧層上淀積一氮化硅層，在氮化硅層上再淀積一氧化硅層，所述氧化硅熱氧層、氮化硅層和氧化硅層的厚度依次增加，形成0N0疊層；對(duì)0N0疊層進(jìn)行光刻和干刻，打開場(chǎng)氧形成處的0N0疊層；第3步，進(jìn)行光刻和干刻，間隔地打開0N0疊層，并在打開區(qū)域刻蝕深溝槽，干刻去除0N0疊層中頂部的氧化硅層；所述相鄰深溝槽之間為側(cè)壁，所述側(cè)壁的寬度為常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.5 0.7，深溝槽的寬度等于側(cè)壁的寬度加0.5 2.0ym ;第4步，對(duì)整個(gè)硅片進(jìn)行場(chǎng)氧化形成常規(guī)場(chǎng)氧，并完全消耗側(cè)壁，深溝槽的寬度在
0.5μπι 以上；第5步，淀積非摻雜的多晶硅，回刻去除氮化硅層上方及氮化硅層之間的多晶硅，并使深溝槽中多晶硅的高度低于非場(chǎng)氧區(qū)硅基板的高度，多晶硅與非場(chǎng)氧區(qū)硅基板之間的高度差為800 2000埃；第6步，進(jìn)行二次熱氧化，在多晶硅上方形成多晶硅再氧化層，所述多晶硅再氧化層與常規(guī)場(chǎng)氧齊平；第7步，去除氮化硅層和氧化硅熱氧層。進(jìn)一步地，第I步中，所述P型硅襯底為重?fù)诫s，摻雜濃度在102°cm_3以上。進(jìn)一步地，第I步中，所述P型外延為低摻雜，摻雜濃度為IO14 IO16CnT3 ;P型外延的厚度與器件的擊穿電壓之間的關(guān)系為P型外延厚度每增加I μ m，擊穿電壓提高10 12伏。進(jìn)一步地，第2步中，所述氧化硅熱氧層的厚度為200 500埃，氮化硅層的厚度為1200 2500埃，氧化硅層的厚度為3000 8000埃。進(jìn)一步地，第2步中，干刻ONO疊層可以形成場(chǎng)氧的硅凹進(jìn)，凹進(jìn)深度是常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.3 0.4倍。進(jìn)一步地，第3步中，刻蝕的深溝槽底部位于P型外延中；或者，深溝槽底部刻蝕至P型硅襯底上。進(jìn)一步地，第5步中淀積的多晶硅厚度是第4步中深溝槽寬度的1.2倍以上。進(jìn)一步地，第6步中，所述多晶硅再氧化層的厚度為2000 5000埃。本發(fā)明的有益效果在于，由于采用了深溝槽、多晶硅回刻和再氧化工藝，隔離結(jié)構(gòu)的厚度大大提高，這樣形成的場(chǎng)氧和厚隔離，在整個(gè)晶片表面形貌平整，可以降低后續(xù)工藝中的缺陷，并且流程簡(jiǎn)單易行，可最小化工藝成本，可應(yīng)用于需要厚介質(zhì)作為有源區(qū)之間隔離的工藝流程中。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:圖1a是現(xiàn)有技術(shù)中采用超厚場(chǎng)氧增加距離的示意圖；圖1b是現(xiàn)有技術(shù)中采用多層金屬的層間厚介質(zhì)增加間距的示意圖；圖2-圖9是本發(fā)明中厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)制造過(guò)程的器件截面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟:第I步，在重?fù)诫s的P型硅襯底I上生長(zhǎng)低摻雜的P型外延2 ;所述P型外延2的厚度決定于器件的擊穿電壓要求，通常P型外延2的厚度每增加I μ m，擊穿電壓相應(yīng)提高10 12伏，P型外延2的摻雜濃度在IO14 IO16CnT3 ；第2步，在P型外延2上生長(zhǎng)一層200 500埃的氧化硅熱氧層3，在氧化硅熱氧層3上淀積1200 2500埃的氮化硅層4，在氮化硅層4上再淀積3000 8000埃的氧化硅層5,所述氧化娃熱氧層3、氮化娃層4和氧化娃層5形成ONO疊層；第3步，對(duì)ONO疊層進(jìn)行光刻和干刻，可以只打開場(chǎng)氧形成處的ONO疊層，也可以凹進(jìn)硅基板中以補(bǔ)償場(chǎng)氧化后體積的增加，凹進(jìn)深度是常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.3 0.4倍，如圖2所示；第4步，進(jìn)行光刻和干刻，間隔地打開ONO疊層，光阻去除后在打開區(qū)域刻蝕深溝槽7，深溝槽7的底部可以刻蝕到P型外延2內(nèi)，也可以一直刻蝕到P型硅襯底I上；刻蝕的相鄰深溝槽7之間為側(cè)壁8，所述側(cè)壁8的寬度為常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.5 0.7倍，這樣可以保證側(cè)壁8在后續(xù)的場(chǎng)氧化過(guò)程中被完全消耗掉，深溝槽7的寬度等于側(cè)壁8的寬度加
0.5 2.0 μ m,如圖3所示；第5步，干刻去除ONO疊層中頂部的氧化硅層5，如圖4所示；第6步，清洗整個(gè)硅基板，進(jìn)行場(chǎng)氧化形成常規(guī)場(chǎng)氧9，并完全消耗掉側(cè)壁8，而深溝槽7的寬度在0.5 μ m以上，如圖5所示；
第7步，淀積非摻雜的多晶硅10，多晶硅10的厚度是場(chǎng)氧化后深溝槽7寬度的1.2倍以上,如圖6所示；第8步，回刻去除氮化硅層5上方及氮化硅層5之間的多晶硅，并使深溝槽7中多晶硅10的高度低于非場(chǎng)氧區(qū)硅基板的高度，多晶硅10與非場(chǎng)氧區(qū)硅基板之間的高度差為800 2000埃，優(yōu)選的是1000埃，如圖7所示；第9步，進(jìn)行二次熱氧化，在多晶硅10上方形成與常規(guī)場(chǎng)氧9齊平的多晶硅再氧化層11，多晶硅再氧化層11的厚度為2000 5000埃，優(yōu)選的是3000埃，如圖8所示；第10步，去除氮化硅層4和氧化硅熱氧層3，厚場(chǎng)氧和填充介質(zhì)的隔離結(jié)構(gòu)就形成了，同時(shí)也在不需要厚隔離的區(qū)域形成了常規(guī)場(chǎng)氧區(qū)，如圖9所示。由于本發(fā)明采用了深溝槽、多晶硅回刻和再氧化工藝，隔離結(jié)構(gòu)的厚度大大提高，形成的場(chǎng)氧和厚隔離在整個(gè)晶片表面形貌平整，利于降低后續(xù)工藝中的缺陷，可用作高工作電壓、高速、高輸出功率、高增益電路中的功率放大器件的漏端厚隔離區(qū)。以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 第I步，在P型硅襯底⑴上生長(zhǎng)P型外延⑵； 第2步，在P型外延(2)上生長(zhǎng)一層氧化硅熱氧層(3)，在氧化硅熱氧層(3)上淀積一氮化硅層(4)，在氮化硅層(4)上再淀積一氧化硅層(5)，所述氧化硅熱氧層(3)、氮化硅層(4)和氧化硅層(5)的厚度依次增加，形成ONO疊層；對(duì)ONO疊層進(jìn)行光刻和干刻，打開場(chǎng)氧形成處的ONO疊層； 第3步，進(jìn)行光刻和干刻，間隔地打開ONO疊層，并在打開區(qū)域刻蝕深溝槽(7)，干刻去除ONO疊層中頂部的氧化硅層(5);所述相鄰深溝槽(7)之間為側(cè)壁(8)，所述側(cè)壁(8)的寬度為常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.5 0.7，深溝槽(7)的寬度等于側(cè)壁(8)的寬度加0.5 2.0 μ m ; 第4步，對(duì)整個(gè)硅片進(jìn)行場(chǎng)氧化形成常規(guī)場(chǎng)氧(9)，并完全消耗側(cè)壁(8)，深溝槽(7)的寬度在0.5μπι以上； 第5步，淀積非摻雜的多晶硅(10)，回刻去除氮化硅層(5)上方及氮化硅層(5)之間的多晶硅，并使深溝槽(7)中多晶硅的高度低于非場(chǎng)氧區(qū)硅基板的高度，多晶硅(10)與非場(chǎng)氧區(qū)硅基板之間的高度差為800 2000埃； 第6步，進(jìn)行二次熱氧化，在多晶硅(10)上方形成多晶硅再氧化層(11)，所述多晶硅再氧化層(11)與常規(guī)場(chǎng)氧(9)齊平； 第7步，去除氮化硅層(4)和氧化硅熱氧層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第I步中，所述P型硅襯底(I)為重?fù)诫s，摻雜濃度在102°cm_3以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第I步中，所述P型外延⑵為低摻雜，摻雜濃度為IO14 IO16CnT3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第I步中，所述P型外延(2)的厚度與器件的擊穿電壓之間的關(guān)系為，P型外延(2)厚度每增加I μ m，擊穿電壓提高10 12伏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第2步中，所述氧化硅熱氧層(3)的厚度為200 500埃，氮化硅層(4)的厚度為1200 2500埃，氧化硅層(5)的厚度為3000 8000埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第2步中，干刻ONO疊層形成場(chǎng)氧的硅凹進(jìn)(6)，凹進(jìn)深度是常規(guī)場(chǎng)氧厚度的0.3 0.4倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第3步中，刻蝕的深溝槽(7)底部位于P型外延(2)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第3步中，深溝槽(7)底部刻蝕至P型硅襯底(I)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第5步中淀積的多晶硅(10)厚度是第4步中深溝槽(7)寬度的1.2倍以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，第6步中，所述多晶硅再氧化層(11)的厚度為2000 5000埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RFLDMOS的厚隔離介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的制造方法，包括在P型硅襯底上生長(zhǎng)P型外延；在P型外延上生長(zhǎng)ONO疊層；光刻和干刻打開場(chǎng)氧形成處的ONO疊層；光刻和干刻，間隔地打開ONO疊層，刻蝕深溝槽，干刻去除ONO疊層中頂部的氧化硅層，相鄰深溝槽之間為側(cè)壁，側(cè)壁寬度為場(chǎng)氧厚度的0.5～0.7，深溝槽的寬度等于側(cè)壁的寬度加0.5～2.0μm；對(duì)硅片進(jìn)行場(chǎng)氧化，完全消耗側(cè)壁；淀積非摻雜的多晶硅，回刻多晶硅，使深溝槽中多晶硅低于硅基板；進(jìn)行二次熱氧化，在多晶硅上方形成多晶硅再氧化層；去除氮化硅層和氧化硅熱氧層。本發(fā)明隔離結(jié)構(gòu)的厚度大大提高，形成的場(chǎng)氧和厚隔離在整個(gè)晶片表面形貌平整，降低了后續(xù)工藝中的缺陷，流程簡(jiǎn)單易行，最小化工藝成本。
文檔編號(hào)H01L21/762GK103137540SQ20111038842
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者周正良, 遇寒 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司