高壓mos輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝領(lǐng)域，尤指一種高壓集成電路中的一種高壓MOS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓互補雙擴散金屬氧化物電晶體(CDMOS)或者高壓B⑶工藝都是常見的高壓單片集成工藝技術(shù)，這種高壓工藝通常以低壓互補金屬氧化物電晶體(CMOS)，例如5V CMOS工藝為基礎(chǔ)，通過增加多個光刻層次實現(xiàn)高壓結(jié)構(gòu)，主流高壓MOS結(jié)構(gòu)有橫向擴散金屬氧化物電晶體(LDMOS)和高壓金屬氧化物電晶體HVMOS (也叫DEMOS)兩種，HVMOS的特點是漏極和柵極在同一個阱中，采用厚柵氧化層和漏極輕摻雜擴展區(qū)。HVMOS對于導(dǎo)通電阻的要求不是很高，因而工藝層次與LDMOS相比較少。
[0003]一般的HVMOS工藝需要在低壓CMOS工藝的基礎(chǔ)上增加高壓阱，厚柵氧和N型，P型輕摻雜等3到4個光刻層次才可以實現(xiàn)。對于高壓相對于低壓部分差別較大的高壓應(yīng)用而言，增加這些工藝3到4個光刻層次和高工藝成本的熱推進是必須的。但是對于中高壓，例如兩倍于基礎(chǔ)低壓的高壓應(yīng)用而言，目前仍然采用增加3個光刻層次和輕摻雜漏熱推進的方式來實現(xiàn)高壓M0S，在工藝復(fù)雜度和成本上都有冗余，因此現(xiàn)有的基于低壓CMOS的HVMOS工藝需要增加多個工藝層次以及熱過程造成的成本較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種非常簡潔的工藝方法，可以簡單低成本地在低壓基礎(chǔ)上實現(xiàn)高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)。根據(jù)本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的工藝方法，包括先在硅襯底上形成有源區(qū)光刻進行局部選擇氧化工藝；于有源區(qū)上形成光刻，并于刻蝕后注入摻雜劑，以形成低壓MOS的摻雜阱于其中；于有源區(qū)上生長柵氧后進行多晶硅光刻，以形成多晶硅柵極；于有源區(qū)上淀積氧化硅后，以刻蝕形成多晶硅側(cè)墻；于有源區(qū)上進行輕摻雜漏極擴展區(qū)光刻，并注入摻雜劑；并進行熱過程以同時進行多晶硅熱退火和輕摻雜擴展區(qū)的熱推進以形成輕摻雜漏極擴展區(qū)。
[0005]該方法中，所述的高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝，所述的高壓MOS指5V到15V的工作電壓的高壓M0S;該方法中，所述的高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝，所述的低壓指3V到5V工作電壓，工藝線寬范圍在0.13 μ m IlJ 0.8 μ m。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種的高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝，所述的高壓MOS為高壓NMOS。
[0007]在該方法中，所述的高壓NMOS中的N型輕摻雜擴展區(qū)是通過注入N型摻雜劑的步驟所形成。
[0008]在該方法中，所述的高壓NMOS的注入N型摻雜劑的步驟包括大角度注入N型摻雜劑，且注入的角度范圍為20度到50度，和能量為150KeV到300KeV。
[0009]在該方法中，所述高壓NMOS的多晶硅柵極長度L為1.0 μ m到1.8 μ m，漏極擴展長度為0.5 μ m到1.6 μ m。注入劑量范圍為2el3cm 2到5el3cm 2。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種的高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝，所述的高壓MOS為高壓PMOS。
[0011]在該方法中，所述的高壓PMOS的P型輕摻雜擴展區(qū)是通過注入TOD的步驟所形成。
[0012]在該方法中，所述的高壓PMOS的注入I3DD的步驟包括兩次注入，一次注入為大角度注入硼，且其注入角度范圍為20度到50度，能量范圍為50KeV到10KeV,注入劑量范圍為5el2cm 2到8el2cm 2 ;另一次為小角度注入硼，所述的小角度其注入角度范圍為O度到15度，能量范圍為50KeV到10KeV,注入劑量范圍為8el2cm2到1.5el3cm2。
[0013]在該方法中，所述的高壓PMOS的多晶硅柵極長度為1.0 μ m到1.8 μ m，漏極擴展長度為 0.5 μ m 至Ij 1.6 μ m。
[0014]本發(fā)明提出的HVMOS的制作工藝采用與基準低壓CMOS工藝自有的薄柵氧，而無需采用現(xiàn)有技術(shù)所必須加入的高壓厚柵氧化層，也無需增加高壓擴展區(qū)熱推進過程，只簡單增加兩個光刻注入層次就實現(xiàn)了高壓MOS器件，而且增加部分不會對基準低壓的器件造成影響。因而本發(fā)明提出的高壓MOS制作工藝方法較現(xiàn)有技術(shù)具有強可移植性以及制作工藝簡單，成本也較低。
【附圖說明】
[0015]圖1到圖5為根據(jù)一些示例性實施例的制造高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝所實現(xiàn)的中間階段HVNMOS裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6為根據(jù)一些示例性實施例的制造高壓MOS輕摻雜擴展區(qū)的制備工藝所實現(xiàn)的中間階段HVPMOS裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]組件標號說明:
[0018]1、2初始架構(gòu)
[0019]10、20P 型襯底
[0020]101P 阱區(qū)
[0021]102、202隔離區(qū)
[0022]103N 阱
[0023]104、204柵極
[0024]110光掩膜
[0025]111N型輕摻雜漏極擴展區(qū)
[0026]112N型低壓輕摻雜區(qū)
[0027]121,221漏極
[0028]122,222源極
[0029]130,230金屬硅化物
[0030]140窗口
[0031]201N 阱區(qū)
[0032]203P 阱
[0033]211P型輕摻雜漏極擴展區(qū)
[0034]200深 N 阱區(qū)(DNW)
【具體實施方式】
[0035]以下詳細討論本發(fā)明的實施例的制造。然而，應(yīng)該理解，本實施例提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念。所討論的具體實施例僅為說明性的，并且沒有限定本發(fā)明的范圍。
[0036]根據(jù)各種示例性實施例提供了形成高壓金屬氧化物半導(dǎo)體(HVMOS)的工藝方法。示出了形成N型HVMOS (HVNMOS)器件和P型HVMOS (HVPMOS)器件的中間階段。討論了實施例的變型例。在各個視圖和說明性的實施例中，采用類似的參考標號指定類似的元素。
[0037]本發(fā)明中所提供的高壓MOS是指工作電壓介于5V到15V的高壓M0S，而以下所提到的低壓MOS是指工作電壓介于3V到5V的低壓M0S，且該低壓MOS的工藝線寬范圍在
0.13 μ m 至Ij 0.8 μ m。
[0038]圖1顯示于制程的中間階段的HVNMOS裝置，初始架構(gòu)I是為用以提供其他初步以及/或傳統(tǒng)制程步驟操作。初始架構(gòu)I具有P型襯底10，以及設(shè)置于襯底10中的隔離區(qū)102。根據(jù)本發(fā)明一實施例，隔離區(qū)102較佳為形成于制程初始步驟。然而，根據(jù)本發(fā)明另一實施例，隔離區(qū)102可形成于后段(later stage)的制程。在此實施例中，隔離區(qū)102具有場氧化層結(jié)構(gòu)。然而，隔離區(qū)102可以為其他的架構(gòu)，例如淺溝槽隔離(shallow trenchisolat1n, STI)架構(gòu)。在此實施例中，隔離區(qū)102是用來定義出設(shè)置晶體管的有源區(qū)。在一實施例中，在初始結(jié)構(gòu)I上方襯底10上先形成N阱區(qū)103，再形成低壓MOS的P阱區(qū)101，P阱區(qū)101可略深于N阱區(qū)103。
[0039]圖2顯示于制程的中間階段的HVNMOS裝置，淀積多晶硅氧化層于P阱區(qū)101上后，進行多晶硅光刻以形成多晶硅柵極104，接著淀積氧化硅層于柵極104外側(cè)，再刻蝕形成多晶硅側(cè)墻105。在柵極104和P阱區(qū)101間可形成柵極介電層(未顯示)，例如柵極氧化層或其他常用的介電層。接著形成光掩膜110，通過NDD光刻于阱區(qū)101中形成輕摻雜漏極擴展區(qū)窗口 140，于窗口 140中注入N型摻雜劑。
[0040]圖3顯示于制程的中間階段的HVNMOS裝置，注入N型摻雜劑后，再進行熱過程，一方面對前述的多晶硅柵極104進行退火，并同時對窗口 140中的N型摻雜劑進行熱推進，以形成N型輕摻雜漏極擴展區(qū)111(虛線表示熱推進前的窗口 140的位置)。所形成的多晶硅柵極104其長度L為Ι.Ομπι到1.8 μ m，而所形成的N型漏極擴展區(qū)111的擴展長度D為
0.5 μ m到1.6 μ m,且所形成的多晶硅柵極至少部分設(shè)置于有源區(qū)。前述的注入N型摻雜劑的步驟包括大角度注入N型摻雜劑，并且其注入范圍為20度到50度，能量為150KeV到300KeV。注入劑量范圍為2el3cm2到5el3cm2。輕摻雜漏極擴展區(qū)光刻膠在進行熱過程前移除。
[0041]圖4顯示于制程的中間階段的HVNMOS裝置，形成輕摻雜漏極擴展區(qū)后，形成N型低壓輕摻雜漏光刻窗口位于多晶硅柵極104和隔離區(qū)102之間，注入N型低壓輕摻雜劑以形成N型低壓輕摻雜區(qū)。
[0042]圖5顯示于制程的中間階段的HVNMOS裝置，形成N型低壓輕摻雜漏極擴展區(qū)112后，形成N型源漏區(qū)光刻于N型低壓輕摻雜漏極擴展區(qū)中，并形成窗口，注入N型摻雜劑，接著加熱激活，以形成N型源漏極(N+) 122和121。
[0043]接著于前述HVNMOS裝置上形成金屬硅化物阻擋層光刻，并快速熱退火以形成金屬硅化物130，前述的金屬硅化物可為例如硅化鈦。
[0044]淀積金屬層與金屬硅化物130之間的介質(zhì)氧化層，通過刻蝕方式于前述介質(zhì)氧化層形成金屬與金