本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種vdmos(垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的柵氧生長方法。

背景技術(shù)：

目前，在vdmos柵氧工藝中，干氧氧化是比較常用的生長方式，干氧氧化是在高溫(約1000℃)下當氧氣與硅片接觸時，氧分子與表面的硅原子反應(yīng)生成二氧化硅起始層，這種氧化方式制備的柵氧的特點是：結(jié)構(gòu)致密，但是溫度高，氧化速度慢。

參考圖1所示(縱軸示出電流值，橫軸示出電壓值)，在vdmos制備工藝中，當厚柵氧(厚度約800埃米的柵氧)工藝采用1000℃的干氧氧化方式時，vdmos的漏源端發(fā)現(xiàn)緩慢漏電，這是典型的溝道隨漏端偏壓增大而出現(xiàn)逐漸耗盡導(dǎo)致漏源端穿通引起的漏電，現(xiàn)有改善該溝道有如下幾種方式：

1、增大pbody區(qū)域(p型區(qū)域)的離子注入濃度，和/或，pbody區(qū)域與柵氧的overlap(重疊區(qū)域)；

2、減小nplus區(qū)域(n+型區(qū)域，源區(qū))的離子注入濃度，和/或，nplus區(qū)域與柵氧的overlap；

3、減小jfet(junctionfield-effecttransistor，結(jié)型場效應(yīng)晶體管)區(qū)域(漏區(qū))的離子注入濃度。

但是，上述幾種改善的方式均存在缺陷。

改變版圖尺寸會直接影響vdmos的導(dǎo)通電阻，增大pbody區(qū)域的離子注入濃度會導(dǎo)致閾值電壓上升，從而增加導(dǎo)通電阻。而jfet區(qū)域?qū)τ诳刂茖?dǎo)通電阻和兩個pbody區(qū)域之間的夾斷非常重要，故一般不會去改變這步工藝條件?？紤]到nplus區(qū)域的離子注入已經(jīng)很濃，它對溝道的控制有直接影響，略微減小nplus區(qū)域的離子注入濃度對改善漏電并不明顯，如果大幅度減小則會迅速增加導(dǎo)通電阻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中采用干氧氧化的方式來生長柵氧的vdmos存在漏源端緩慢漏電的缺陷，提供一種vdmos的柵氧生長方法。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種vdmos的柵氧生長方法，其特點在于，所述柵氧生長方法包括以下步驟：

s1、在n型外延層中注入磷離子，以形成jfet區(qū)域；

s2、在n型外延層中注入硼離子，以形成pbody區(qū)域；

s3、在pbody區(qū)域中注入硼離子，以形成pplus區(qū)域(p+型區(qū)域)；

s4、在pbody區(qū)域中注入砷離子，以形成nplus區(qū)域；

s5、在n型外延層上采用濕氧氧化的方式生長柵氧。

較佳地，在步驟s5中，在870℃～930℃的溫度范圍內(nèi)進行濕氧氧化。

較佳地，在步驟s5中，在900℃的溫度下進行濕氧氧化。

較佳地，所述vdmos的擊穿電壓的范圍為90v～110v。

較佳地，所述vdmos的導(dǎo)通電阻的范圍為0.1ω～0.2ω。

較佳地，在步驟s5中，所述柵氧的厚度范圍為790埃米～810埃米。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明的積極進步效果在于：

本發(fā)明提供的vdmos的柵氧生長方法采用濕氧氧化的方式來生長柵氧，可有效地控制vdmos溝道長度，并且控制vdmos源區(qū)離子再擴散和濃度分布，從而有效地解決了漏源端的漏電問題，大幅提升了產(chǎn)品良率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用干氧氧化的方式來生長柵氧后的vdmos的漏源端的電流電壓曲線示意圖。

圖2為本發(fā)明較佳實施例的采用濕氧氧化的方式來生長柵氧后的vdmos的漏源端的電流電壓曲線示意圖。

圖3為本發(fā)明較佳實施例的vdmos的n型外延層的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明較佳實施例的vdmos的柵氧生長方法的流程圖。

圖5為分別采用干氧氧化工藝與濕氧氧化工藝的vdmos的產(chǎn)品良率對比圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

如圖3及圖4所示，本實施例提供的vdmos的柵氧生長方法包括以下步驟：

步驟101、在n型外延層1中注入磷離子，以形成jfet區(qū)域2。

步驟102、在n型外延層1中注入硼離子，以形成pbody區(qū)域3。

步驟103、在pbody區(qū)域3中注入硼離子，以形成pplus區(qū)域4。

步驟104、在pbody區(qū)域3中注入砷離子，以形成nplus區(qū)域5。

步驟105、在n型外延層1上采用濕氧氧化的方式生長柵氧6。

在本步驟中，在900℃的溫度下進行濕氧氧化，當然在本實施例中并不具體限定進行濕氧氧化時的溫度，但當溫度低于870℃時，柵氧生長較慢，vdmos的源區(qū)離子再擴散程度不夠充分，導(dǎo)致溝道變長，導(dǎo)通電阻增大，當溫度高于930℃時，源區(qū)離子再擴散過度，溝道過短，導(dǎo)致漏源端漏電，因此建議將進行濕氧氧化時的溫度控制在870℃～930℃的溫度范圍內(nèi)。

在本實施例中，所述vdmos的擊穿電壓為100v、導(dǎo)通電阻的范圍為0.15ω，柵氧的厚度為800埃米，當然并不具體限定上述各項參數(shù)，均可根據(jù)實際情況來選擇。

在本實施例中，由于高濃度的nplus區(qū)域受后續(xù)熱過程影響較大，減小熱過程增加溝道長度并同時能形成合理的離子擴散形貌，導(dǎo)通電阻也可以在可控范圍，而且熱過程控制相比離子注入更加穩(wěn)定，如果降低干氧氧化的溫度，柵氧生長需要更長的時間，工藝成本就會增加。所以采用溫度較低的900℃濕氧氧化方式，通過濕氧氧化的方式生長的柵氧的氧化速度快。對于超過100埃米的厚柵氧來說，相比于干氧氧化，采用濕氧氧化的方式是更佳的選擇。如圖2所示(縱軸示出電流值，橫軸示出電壓值)，擊穿電壓大于130v，因此滿足器件(vdmos)要求，而且一直到操作電壓vdd＝100v都沒有出現(xiàn)緩慢漏電，表現(xiàn)非常好，參考圖1所示，采用干氧氧化的方式時，很明顯出現(xiàn)了緩慢漏電的情況。同時，相比于干氧氧化，即使采用濕氧氧化的方式，也可控制柵氧厚度不變，所以器件閾值電壓保持不變。

另外，采用濕氧氧化工藝對器件其他電性參數(shù)影響微小，解決漏電問題的同時vdmos的產(chǎn)品良率也獲得大幅提升，滿足量產(chǎn)要求，參考圖5所示，采用干氧氧化工藝時vdmos的產(chǎn)品良率一般都在60％以下，但采用濕氧氧化工藝時產(chǎn)品良率一般都超過90％，可看出有明顯提升。

本實施例提供的vdmos的柵氧生長方法采用濕氧氧化的方式來生長柵氧，可有效地控制vdmos溝道長度，并且控制vdmos源區(qū)離子再擴散和濃度分布，從而有效地解決了漏源端的漏電問題，大幅提升了產(chǎn)品良率。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種VDMOS的柵氧生長方法，所述柵氧生長方法包括以下步驟：S1、在N型外延層中注入磷離子，以形成JFET區(qū)域；S2、在N型外延層中注入硼離子，以形成Pbody區(qū)域；S3、在Pbody區(qū)域中注入硼離子，以形成Pplus區(qū)域；S4、在Pbody區(qū)域中注入砷離子，以形成Nplus區(qū)域；S5、在N型外延層上采用濕氧氧化的方式生長柵氧。本發(fā)明提供的VDMOS的柵氧生長方法采用濕氧氧化的方式來生長柵氧，可有效地控制VDMOS溝道長度，并且控制VDMOS源區(qū)離子再擴散和濃度分布，從而有效地解決了漏源端的漏電問題，大幅提升了產(chǎn)品良率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉龍平;周平華;劉建華
受保護的技術(shù)使用者：上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.18
技術(shù)公布日：2017.09.15