专利名称：制造高压半导体器件的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件的工艺，尤其涉及一种制造高压半导体器件的工艺。
背景技术：
现有技术半导体集成电路器件制造工艺中，为了达到高压低导通电阻(LDMOS)和电路(BICMOS)的逻辑功能，传统的且公知的方法是将(LDMOS)和(BICMOS)这两种器件分开制造。
现有技术常规且最简单的制造BICMOS的工艺是，需在P+衬底材料上生长一10um到15um厚的P外延层制成NMOS器件，在4um至5um深的n阱中制成PMOS器件和NPN晶体管；而现有技术制造LDMOS功率管，其耐压最高只能做到一百多伏。
由此可见，现有技术制造(LDMOS)和(BICMOS)器件，不仅制造工艺繁琐，并且浪费原材料，而且制造的器件体积大，因此不能满足信息和电子工业飞速发展的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造高压半导体器件的工艺，它不仅能将LDMOS和BICMOS这两种器件合在一起制造，并且制造的器件体积小。
本发明的目的是这样实现的一种制造高压半导体器件的工艺，其特点是包括以下步骤第一，N阱形成步骤，在高阻衬底材料上生长氧化层，经光刻构图，形成N阱区域；第二，P-层形成步骤，在氧化层上涂布一光致抗蚀剂层，然后经光刻构图，形成P-区域；
第三，场区和P场区域形成步骤，在硅片上生长氧化层淀积氮化硅，经光刻构图，形成场区和P场区域；第四，生长场氧化和腐蚀步骤，在硅片上生长场氧化，然后依次分别腐蚀有源区上的氮氧化硅，氮化硅和二氧化层；第五，形成电容区域和栅氧化层步骤，先在硅片上生长预栅氧化，经光刻构图，形成结，并再生长一栅氧化层；第六，多晶区域形成步骤，在硅片上淀积多晶硅，并经光刻构图，形成多晶区域；第七，N+，P+区域形成步骤，在硅片上经光刻构图，分别形成N+区域和P+区域；第八，接触孔形成步骤，在硅片上光刻构图，形成接触孔区域；第九，铝布线和钝化膜形成步骤，用常规的方法布铝条，生长钝化层。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤一包括1)在电阻率100～200欧姆厘米的高阻衬底材料1上，生长一层大于5000A的氧化层；2)在该氧化层上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N阱区域；3)将暴露区域的氧化层用腐蚀液腐蚀干净，并去除光致抗蚀剂层；4)对该暴露区域进行磷离子注入，然后在大于1000℃温度下，在氮气和氧气的气氛中推进大约7～8小时左右，从而形成结深约6.5～7.0um左右的N阱；同时生长5000A左右的氧化层。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤二包括1)在氧化层上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，暴露待形成的P-层区域，并将暴露区域的二氧化硅用腐蚀液腐蚀干净；2)去除光致抗蚀剂层；3)生长一层约500A左右的预注入氧化层，对该暴露域进行硼离子注入；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的基区区域，对暴露区域进行硼离子注入；5)在大于1100℃温度下，在氮气和氧气的气氛中推进大约1.5～2.5小时左右，从而形成结深约0.5～1.5um左右的P-层，最后用氢氟酸腐蚀液漂光所有的氧化层。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤三包括，1)在硅片上生长一层400A左右的氧化层，然后再淀积600A左右的氮化硅；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的场区区域。并用干法刻蚀去除场区上的氮化硅和氧化层；3)去除光致抗蚀剂层；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P场区域，并用二氟化硼离子注入暴露区域。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤五包括，1)在硅片上生长一层400A左右的预栅氧化；2)在结构上面图一层光致抗蚀剂，然后进行光刻构图，以暴露待形成的电容区域，并用硼离子注入暴露区域；3)去除光致抗蚀剂层，最后在大于1000C的温度下，用N2推进1小时左右，形成2um左右的结深；4)用氢氟酸腐蚀液漂去预栅氧化层，重新再生长一层500～1000A左右的栅氧化层。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤六包括，1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的NMOS沟道调节区域，并用磷离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的PMOS沟道调节区域，并用硼离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层；3)在硅片上淀积一层5000A左右的多晶硅，并在大于900C的温度下，通三氯氧磷气体对多晶硅进行掺杂；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的多晶区域；5)用干法刻蚀的方法将暴露区域的多晶去除，然后去除光致抗蚀剂层。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤七包括，1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N+区域，并用砷离子注入暴露区域；2)去除光致抗蚀剂层，在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(1100)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P+区域，并用硼离子注入暴露区域；3)去除光致抗蚀剂层，在硅片上淀积一层10000A左右的磷硅玻璃，并在大于900C的温度下，通氮气约20分钟对磷硅玻璃进行回流，形成N+12和P+结。
在上述的制造高压半导体器件的工艺中，其中，所述的步骤八包括，在硅片上涂布一光致抗蚀剂层，然后进行光刻构图，以暴露待形成的接触孔区域，并依次用湿法和干法的方法将暴露区域氧化层全部去除干净。
本发明制造高压半导体器件的工艺，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术制造工艺相比，具有明显的优点和积极效果。
1.本发明在半导体器件制造工艺中，首先是改变衬底材料的电阻率，其次省略了外延，最后在N阱，P-的浓度和结深作了调整，不仅能使制造LDMOS和BICMOS这两种功能的电路集成在一块芯片上，并且节约半导体材料，且制造的器件体积小。
2.本发明通过控制N阱的(浓度和)结深，P-的(浓度和)结深，使得功率LDMOS管的具有高耐压和低导通电阻.
3.本发明由于LDMOS的特殊结构即N阱作为漏极漂移区，多晶做场版有利于提高耐压，另外N阱中的P-层对提高耐压和降低导通电阻也有贡献.
通过以下对本发明的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1，2是本发明制造高压半导体器件的工艺中N阱区域的示意图；图3，4是本发明制造高压半导体器件的工艺中P-层区域的示意图；图5是本发明制造高压半导体器件的工艺中有源区的示意图；图6是本发明制造高压半导体器件的工艺中P场区的示意图；图7是本发明制造高压半导体器件的工艺中场氧化后漂去氮氧化硅-氮化硅-氧化层的示意图；图8是本发明制造高压半导体器件的工艺中电容区域的示意图；图9是本发明制造高压半导体器件的工艺中栅氧化的示意图；图10，11是本发明制造高压半导体器件的工艺中多晶区域的示意图；图12是本发明制造高压半导体器件的工艺中N+区域的示意图；图13是本发明制造高压半导体器件的工艺中接触孔区域的示意图；具体实施方式
请参见附图所示，本发明制造高压半导体器件的工艺，包括以下步骤第一，N阱形成步骤(请参见图1和图2所示)，包括
1)在电阻率100～200欧姆厘米的高阻衬底材料1上，生长一层大于5000A的氧化层2；2)在该氧化层上涂布一光致抗蚀剂层100，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N阱区域(3)；3)将暴露区域的氧化层用腐蚀液腐蚀干净，并去除光致抗蚀剂层100；4)对该暴露区域进行磷离子注入，然后在大于1000℃温度下，在氮气和氧气的气氛中推进大约7～8小时，从而形成6.5～7.0um的N阱结深。同时生长5000A左右的氧化层(2-1)。
第二，P-层区域形成步骤(请参见图3和4所示)，先在氧化层2-1上涂布一光致抗蚀剂层200，然后进行光刻构图，暴露待形成的P-区域，并将暴露区域的氧化层用腐蚀液腐蚀干净；1)去除光致抗蚀剂层200；2)然后生长一层约500A左右的预注入氧化层，对该暴露域进行硼离子注入；3)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层250(图中没有显示此结构)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的基区区域，对暴露区域进行硼离子注入，离子注入；3)在大于1100℃温度下，在氮和氧气的气氛中推进大约1.5～2.5小时左右，从而形成结深约0.5～1.5um左右的P-层4。用氢氟酸腐蚀液漂光所有的氧化层。
第三，场区和P场区域形成步骤(请参见图5和图6所示)，包括1)在硅片上生长一层400A左右的氧化层5，然后再淀积600A左右的氮化硅6；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层300，然后进行光刻构图，以暴露待形成的场区区域，并用干法刻蚀去除场区上的氮化硅和氧化层(见图5)；3)去除光致抗蚀剂层300；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层400，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P场区域，并用二氟化硼离子注入暴露区域(见图6)。
第四，生长场氧化和腐蚀步骤(请参见图7所示)，先在硅片上生长场氧化(7)，然后依次分别腐蚀有源区上的氮氧化硅，氮化硅和二氧化层；
第五，形成电容区域和栅氧化层步骤(请参见图8和图9所示)，包括1)在硅片上生长一层400A左右的预栅氧化；2)在结构上面图一层光致抗蚀剂500，然后进行光刻构图，以暴露待形成的电容区域，并用硼离子注入暴露区域。(见图8)；3)去除光致抗蚀剂层500；最后在大于1000C的温度下，用N2推进1小时左右，形成2um左右的结深9；4)用氢氟酸腐蚀液漂去预栅氧化层，重新再生长一层500～1000A左右的栅氧化层。(见图9)。
第六，多晶区域形成步骤(请参见图10和图11所示)，包括1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层600(图10中没有显示此结构)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的NMOS沟道调节区域，并用磷离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层600；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层700(图10中没有显示此结构)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的PMOS沟道调节区域，并用硼离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层700；3)在硅片上淀积一层5000A左右的多晶硅10，并在大于900C的温度下，通三氯氧磷气体对多晶硅进行掺杂。
4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层900，然后进行光刻构图，以暴露待形成的多晶区域。
5)用干法刻蚀的方法将暴露区域的多晶去除，然后去除光致抗蚀剂层900(见图11)；第七，N+，P+区域形成步骤(请参见图12所示)，包括2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层1000，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N+区域，并用砷离子注入暴露区域(见图12)。
3)去除光致抗蚀剂层1000；在硅片上涂布一光致抗蚀剂层1100(图13中没有显示此结构)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P+区域，并用硼离子注入暴露区域。
4)去除光致抗蚀剂层1100；在硅片上淀积一层10000A左右的磷硅玻璃11，并在大于900C的温度下，通氮气体约20分钟对磷硅玻璃进行回流，形成N+12和P+结；第八，接触孔形成步骤(请参见图13所示)，包括1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层1200，然后进行光刻构图，以暴露待形成的接触孔区域，并依次用湿法和干法的方法将暴露区域氧化层全部去除干净。
2)先去除光致抗蚀剂层1200；第九，铝布线和钝化膜形成步骤，包括1)用常规的方法布铝条，生长钝化层。
综上所述，本发明制造高压半导体器件的工艺，在制造半导体器件工艺作了一些改动，首先是改变衬底材料的电阻率，其次省略了外延，最后在N阱，P-的浓度和结深作了调整，使制造LDMOS和BICMOS这两种功能的电路集成在一块芯片上，并且节约材料，制造的器件体积小，以适合电子工业发展的需要。
权利要求
1.一种制造高压半导体器件的工艺，其特征在于包括以下步骤第一，N阱形成步骤，在高阻衬底材料(1)上生长氧化层(2)，经光刻构图，形成N阱区域；第二，P-层形成步骤，在氧化层(2)上涂布一光致抗蚀剂层(200)，然后经光刻构图，形成P-区域；第三，场区和P场区域形成步骤，在硅片上生长氧化层淀积氮化硅(6)，经光刻构图，形成场区和P场区域；第四，生长场氧化和腐蚀步骤，在硅片上生长场氧化(7)，然后依次分别腐蚀有源区上的氮氧化硅，氮化硅和二氧化层；第五，形成电容区域和栅氧化层步骤，先在硅片上生长预栅氧化，经光刻构图，形成结(9)，并再生长一栅氧化层；第六，多晶区域形成步骤，在硅片上淀积多晶硅(10)，并经光刻构图，形成多晶区域；第七，N+，P+区域形成步骤，在硅片上经光刻构图，分别形成N+区域和P+区域；第八，接触孔形成步骤，在硅片上光刻构图，形成接触孔区域；第九，铝布线和钝化膜形成步骤，用常规的方法布铝条，生长钝化层。
2.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤一包括1)在电阻率100～200欧姆厘米的高阻衬底材料1上，生长一层大于5000A的氧化层(2)；2)在该氧化层上涂布一光致抗蚀剂层(100)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N阱区域(3)；3)将暴露区域的氧化层用腐蚀液腐蚀干净，并去除光致抗蚀剂层(100)；4)对该暴露区域进行磷离子注入，然后在大于1000℃温度下，在氮气和氧气的气氛中推进大约7～8小时左右，从而形成结深约6.5～7.0um左右的N阱；同时生长5000A左右的氧化层(2-1)。
3.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤二包括1)在氧化层(2)上涂布一光致抗蚀剂层(200)，然后进行光刻构图，暴露待形成的P-层区域，并将暴露区域的二氧化硅用腐蚀液腐蚀干净；2)去除光致抗蚀剂层200；3)生长一层约500A左右的预注入氧化层，对该暴露域进行硼离子注入；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(250)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的基区区域，对暴露区域进行硼离子注入；5)在大于1100℃温度下，在氮气和氧气的气氛中推进大约1.5～2.5小时左右，从而形成结深约0.5～1.5um左右的P-层(4)，最后用氢氟酸腐蚀液漂光所有的氧化层。
4.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤三包括，1)在硅片上生长一层400A左右的氧化层(5)，然后再淀积600A左右的氮化硅(6)；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(300)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的场区区域。并用干法刻蚀去除场区上的氮化硅和氧化层；3)去除光致抗蚀剂层(300)；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(400)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P场区域，并用二氟化硼离子注入暴露区域。
5.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤五包括，1)在硅片上生长一层400A左右的预栅氧化；2)在结构上面图一层光致抗蚀剂(500)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的电容区域，并用硼离子注入暴露区域；3)去除光致抗蚀剂层(500)，最后在大于1000C的温度下，用N2推进1小时左右，形成2um左右的结深(9)；4)用氢氟酸腐蚀液漂去预栅氧化层，重新再生长一层500～1000A左右的栅氧化层。
6.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤六包括，1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(600)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的NMOS沟道调节区域，并用磷离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层(600)；2)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(700)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的PMOS沟道调节区域，并用硼离子注入暴露区域，然后去除光致抗蚀剂层(700)；3)在硅片上淀积一层5000A左右的多晶硅(10)，并在大于900C的温度下，通三氯氧磷气体对多晶硅进行掺杂；4)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(900)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的多晶区域；5)用干法刻蚀的方法将暴露区域的多晶去除，然后去除光致抗蚀剂层(900)。
7.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤七包括，1)在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(1000)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的N+区域，并用砷离子注入暴露区域；2)去除光致抗蚀剂层(1000)，在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(1100)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的P+区域，并用硼离子注入暴露区域；3)去除光致抗蚀剂层(1100)，在硅片上淀积一层10000A左右的磷硅玻璃(11)，并在大于900C的温度下，通氮气约20分钟对磷硅玻璃进行回流，形成N+12和P+结。
8.如权利要求1所述的制造高压半导体器件的工艺，其特征在于所述的步骤八包括，在硅片上涂布一光致抗蚀剂层(1200)，然后进行光刻构图，以暴露待形成的接触孔区域，并依次用湿法和干法的方法将暴露区域氧化层全部去除干净。
全文摘要
本发明涉及一种制造高压半导体器件的工艺，其特点是包括以下步骤1.在衬底材料上生长氧化层，光刻构图形成N阱区域；2.在氧化层上涂光致抗蚀剂层，经光刻构图形成P－区域；3.在硅片上生长氧化层淀积氮化硅，经光刻构图形成场区和P场区域；4.在硅片上生长场氧化，然后依次分别腐蚀有源区上的氮氧化硅，氮化硅和二氧化层；5.形成电容区域和栅氧化层步骤，先在硅片上生长预栅氧化，光刻构图形成结，并再生长一栅氧化层；6.在硅片上淀积多晶硅，并经光刻构图，形成多晶区域；7.在硅片上经光刻构图，分别形成N+区域和P+区域；8.在硅片上光刻构图，形成接触孔区域；9.铝布线和钝化膜形成步骤，用常规的方法布铝条，生长钝化层。
文档编号H01L21/70GK1514481SQ0216056
公开日2004年7月21日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者陆晓敏, 黄海涛, 王伟国, 王浩, 陈康民, 韩雁, 张宇峰, 王旭红 申请人:上海贝岭股份有限公司