Ldmos及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種LDMOS及其形成方法。在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的襯底上形成第一光阻層，所述第一光阻層包括光阻陣列，所述第一光阻層的光阻陣列覆蓋所示第一區(qū)域并靠近所述第二區(qū)域，對所述襯底進行P阱離子注入；之后形成第二光阻層，所述第二光阻層包括光阻陣列，所述第二光阻層的光阻陣列覆蓋所述第二區(qū)域并靠近所述第一區(qū)域，對所述襯底進行N阱離子注入。這能夠有效的限制離子注入后的離子分布，使所形成的PN結(jié)為緩變結(jié)，這就使得BVDS可以增大。
【專利說明】LDMOS及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種LDMOS及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成高壓LDMOS (橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件由于其顯著的高擊穿電壓特性而被廣泛的應(yīng)用在各個行業(yè)，而隨著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，對LDMOS的源漏區(qū)之間的擊穿電壓(BVDS)的要求也變高。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中通常是在襯底上形成光阻作為阱區(qū)注入的掩膜層，具體的說:首先，在襯底上形成具有開口的光阻層，所述光阻層的開口暴露出P阱區(qū)域，以完成P阱的離子注入；接著在襯底上重新形成具有開口的光阻層，所述光阻層的開口暴露出N阱區(qū)域，以完成N阱的離子注入。然而，這種方法形成的LDMOS的擊穿電壓并不能夠滿足某些應(yīng)用場合的要求。例如，有些應(yīng)用場合下，要求LDMOS的BVDS大于等于12V，而采用上述工藝制得的LDMOS的BVDS實測僅是接近IIV。[0004]目前，改善BVDS的一種較常見的方法是延長漂移區(qū)(N阱)的長度，從而獲得更高的擊穿電壓，但是這顯然不利于高集成度器件的制作，從而增加了制作成本。
[0005]因此，需要提供一種新的方法來改善LDMOS的BVDS，并盡可能的降低制作成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種LDMOS及其形成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的LDMOS的BVDS難以滿足需求的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種LDMOS的形成方法，包括:
[0008]提供襯底，所述襯底具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；
[0009]在所述襯底上形成第一光阻層，所述第一光阻層包括光阻陣列，所述第一光阻層的光阻陣列覆蓋所述第一區(qū)域并靠近所述第二區(qū)域，暴露出所述第一區(qū)域的剩余部分；
[0010]對所述襯底進行P阱離子注入；
[0011]去除所述第一光阻層；
[0012]在所述襯底上形成形成第二光阻層，所述第二光阻層包括光阻陣列，所述第二光阻層的光阻陣列覆蓋所述第二區(qū)域并靠近所述第一區(qū)域，暴露出所述第二區(qū)域的剩余部分；
[0013]對所述襯底進行N阱離子注入；
[0014]去除所述第二光阻層。
[0015]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，所述光阻陣列的尺寸為0.4 μ m~0.6 μ m。
[0016]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，所述光阻陣列包括間隔排列的多個開口，所述多個開口的面積占所述光阻陣列的面積的20%~70%。
[0017]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，所述多個開口的面積占所述光阻陣列的面積的50%。[0018]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，對所述襯底進行P阱離子注入包括注入硼。
[0019]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，對所述襯底進行硼注入的條件為:能量200kev~250kev，劑量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度為I。~5。，反轉(zhuǎn)注入4次。
[0020]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，對所述襯底進行N阱離子注入包括注入磷。
[0021]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，對所述襯底進行磷注入的條件為:能量200kev~250kev，劑量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度為I。~5。，反轉(zhuǎn)注入4次。
[0022]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，所述第一光阻層和第二光阻層的厚度皆為8000埃~15000埃。
[0023]可選的，對于所述的LDMOS的形成方法，所述第一光阻層和第二光阻層的厚度皆為10000埃。
[0024]本發(fā)明提供一種利用如上所述的LDMOS的形成方法制得的LDM0S，包括襯底以及形成于所述襯底中的P阱和N阱；所述P阱和N阱在相互靠近處的離子在沿襯底厚度方向上的分布具有間隙 。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明提供的LDMOS的形成方法中，將N阱區(qū)域和P阱區(qū)域相互靠近之處的上方的光阻設(shè)置成陣列狀，如此能夠有效的限制離子注入后的離子分布，使所形成的PN結(jié)為緩變結(jié)，這就可以增大LDMOS的BVDS。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖廣圖7為本發(fā)明實施例的LDMOS的形成方法的過程示意圖；
[0027]圖8為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明實施例的LDMOS在N阱和P阱的交界處離子濃度示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的LDMOS及其形成方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0029]請參考圖1，在實施例的LDMOS的形成方法中，首先，提供襯底1，所述襯底I可以為硅襯底，所述襯底I中形成有淺溝道隔離(STI) 2，相鄰兩個淺溝道隔離2之間具有兩個第一區(qū)域11及位于所述兩個第一區(qū)域11之間的第二區(qū)域12，所述第一區(qū)域11與所述第二區(qū)域12相接觸。
[0030]請參考圖2，在所述襯底I上形成第一光阻層3，所述第一光阻層3覆蓋所述淺溝道隔離2、所述第二區(qū)域12及靠近所述第二區(qū)域12的部分所述第一區(qū)域11，其中，覆蓋所述第一區(qū)域11的光阻層3構(gòu)成光阻陣列4，具體的，所述光阻陣列4為周期性結(jié)構(gòu)，由光阻和間隔排列的多個開口組成，所述光阻陣列4的尺寸(本發(fā)明中指的是沿第一區(qū)域和第二區(qū)域的排列方向上所述光阻陣列4的寬度)為0.4 μm~θ.6 μ m，在本實施例中，所述光阻陣列4的尺寸為0.5 μ m，所述光阻陣列4位于所述第一區(qū)域靠近所述第二區(qū)域12處，即二者的交界處。為了能夠獲得較佳的效果，所述光阻陣列4的傳輸率(transmission rate)為20%~70%，也就是所述多個開口的面積占所述光阻陣列4的面積為20%~70%，這是考慮到離子注入時由開口所限定的濃度分布，會影響到BVDS，同時還會影響到閾值電壓Vt，在本實施例中，采用的光阻陣列4的傳輸率為50%。
[0031]接著，請參考圖3，對所述襯底I進行離子注入工藝，為了避免離子注入時對第二區(qū)域12的影響，一種較佳的方法是形成足夠厚的第一光阻層3，這樣，由于第一光阻層3對第二區(qū)域12的遮擋，第二區(qū)域12基本上不會被注入離子。例如，所述第一光阻層3時使其厚度達到8000埃?15000埃，較佳的，使得所述第一光阻層3的厚度為10000埃。以所述第一光阻層3為掩膜，對所述第一區(qū)域11進行P阱離子注入，所述P阱離子注入包括注入硼(B)，硼注入的條件可以為:以與襯底的法向夾角為1°?5°的角度，采用能量為200kev?250kev，注入劑量為4E13/CnT5E13/Cm3的硼，在本實施例中，采用與襯底的法向夾角為2°的角度，采用能量為220kev，注入劑量為4.8E13/cm3的硼，反轉(zhuǎn)注入4次。那么，由于所述光阻陣列4的存在，在第一區(qū)域11中注入的離子在靠近第二區(qū)域12處沿襯底厚度方向上的濃度將不相同，將圖3中虛線a、b之間的區(qū)域放大，得到圖4所示的局部示意圖，存在離子的區(qū)域(即P阱5)在光阻陣列4下方將呈現(xiàn)多個拋物線狀區(qū)域。
[0032]接著，請參考圖5，去除所述第一光阻層3，在所述襯底I上形成第二光阻層6。所述第二光阻層6覆蓋所述第一區(qū)域11、淺溝道隔離2及靠近所述第一區(qū)域11的部分第二區(qū)域12，其中，覆蓋所述第二區(qū)域12的光阻層6同樣構(gòu)成光阻陣列4，可參考第一光阻層所形成的光阻陣列，在此不做贅述。需要說明的是，圖5中的P阱5僅是示意性畫出，并不代表P阱的形狀大小。
[0033]請參考圖6，對所述襯底I進行離子注入工藝，為了避免離子注入時對第一區(qū)域11的影響，一種較佳的方法是在形成所述第二光阻層6時使其厚度達到8000埃?15000埃，在本實施例中，使得所述第二光阻層6的厚度為10000埃。以所述第二光阻層6為掩膜，對所述第一區(qū)域11進行N阱離子注入，所述N阱離子注入包括注入磷(P)，磷注入的條件可以為:以與襯底的法向夾角為1°?5°的角度，采用能量為200kef250keV，注入劑量為4E13/CnT5E13/Cm3的磷，在本實施例中，采用與襯底的法向夾角為2。的角度，采用能量為220kev，注入劑量為4.8E13/cm3的磷，反轉(zhuǎn)注入4次。那么，由于所述光阻陣列4的存在，在第二區(qū)域12中注入的離子在靠近第一區(qū)域11處沿襯底厚度方向上的濃度將不相同，可參考圖4所示的情況，在此不做贅述。
[0034]請參考圖7，在磷注入后，去除第二光阻層，則可初步得到一 LDMOS結(jié)構(gòu)，包括襯底1，多個淺溝道隔離2，P阱5及位于兩個P阱5之間的N阱7，圖7中P阱5及N阱7乃示意。在此基礎(chǔ)上，可進一步完成LDMOS的制作。
[0035]請參考圖8，按照上述LDMOS的形成方法制得的LDM0S，所述P阱和N阱相互靠近處的離子在沿襯底厚度方向上的分布具有間隙，請結(jié)合圖4和圖8，圖8的橫坐標在原點處表示的是第一區(qū)域和第二區(qū)域的交界位置，負軸表示第一區(qū)域，正軸表示第二區(qū)域，則其離子濃度如圖8中曲線m所示，具有較陡峭的分布，具有較大的“波動”，而虛線η則表示的是現(xiàn)有工藝中第一區(qū)域和第二區(qū)域交界處的離子濃度，也就是說，本發(fā)明使得PN結(jié)由傳統(tǒng)的突變結(jié)變成緩變結(jié)，從而能夠有效的提升BVDS。經(jīng)實際器件檢測可知，具有如曲線m所示的離子分布的BVDS已經(jīng)達到甚至超過12V。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明提供的LDMOS的形成方法中，在N阱區(qū)域和P阱區(qū)域相互靠近之處的上方的光阻設(shè)置成陣列狀，能夠有效的限制離子注入后離子的分布，使所形成的PN結(jié)為緩變結(jié)，這就使得BVDS可以增大。
[0037]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進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)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LDMOS的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底，所述襯底具有第一區(qū)域和第二區(qū)域； 在所述襯底上形成第一光阻層，所述第一光阻層包括光阻陣列，所述第一光阻層的光阻陣列覆蓋所述第一區(qū)域并靠近所述第二區(qū)域，暴露出所述第一區(qū)域的剩余部分； 對所述襯底進行P阱離子注入； 去除所述第一光阻層； 在所述襯底上形成形成第二光阻層，所述第二光阻層包括光阻陣列，所述第二光阻層的光阻陣列覆蓋所述第二區(qū)域并靠近所述第一區(qū)域，暴露出所述第二區(qū)域的剩余部分； 對所述襯底進行N阱離子注入； 去除所述第二光阻層。
2.如權(quán)利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述光阻陣列的尺寸為0.4 μ m~0.6 μ m。
3.如權(quán)利要求2所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述光阻陣列包括間隔排列的多個開口，所述多個開口的面積占所述光阻陣列的面積的20%~70%。
4.如權(quán)利要求3所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述多個開口的面積占所述光阻陣列的面積的50%。
5.如權(quán)利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，對所述襯底進行P阱離子注入包括注入硼。
6.如權(quán)利要求5所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，對所述襯底進行硼注入的條件為:能量200kev~250kev，劑量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度為1°~5°，反轉(zhuǎn)注入4次。
7.如權(quán)利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，對所述襯底進行N阱離子注入包括注入磷。
8.如權(quán)利要求7所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，對所述襯底進行磷注入的條件為:能量200kev~250kev，劑量4E13/cm3~5E13/cm3，注入角度為1°~5°，反轉(zhuǎn)注入4次。
9.如權(quán)利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述第一光阻層和第二光阻層的厚度皆為8000埃~15000埃。
10.如權(quán)利要求9所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述第一光阻層和第二光阻層的厚度皆為10000埃。
11.利用權(quán)利要求1~10中任一項所述的LDMOS的形成方法制得的LDM0S，其特征在于，包括襯底以及形成于所述襯底中的P阱和N阱；所述P阱和N阱在相互靠近處的離子在沿襯底厚度方向上的分布具有間隙。
【文檔編號】H01L29/78GK103915339SQ201210592622
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】鄧永平 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司