Ldmos及其形成方法
【专利摘要】本发明提供一种LDMOS及其形成方法。在具有第一区域和第二区域的衬底上形成第一光阻层，所述第一光阻层包括光阻阵列，所述第一光阻层的光阻阵列覆盖所示第一区域并靠近所述第二区域，对所述衬底进行P阱离子注入；之后形成第二光阻层，所述第二光阻层包括光阻阵列，所述第二光阻层的光阻阵列覆盖所述第二区域并靠近所述第一区域，对所述衬底进行N阱离子注入。这能够有效的限制离子注入后的离子分布，使所形成的PN结为缓变结，这就使得BVDS可以增大。
【专利说明】LDMOS及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种LDMOS及其形成方法。
【背景技术】
[0002]集成高压LDMOS (横向扩散金属氧化物半导体)器件由于其显著的高击穿电压特性而被广泛的应用在各个行业，而随着相关领域的发展，对LDMOS的源漏区之间的击穿电压(BVDS)的要求也变高。
[0003]现有技术中通常是在衬底上形成光阻作为阱区注入的掩膜层，具体的说:首先，在衬底上形成具有开口的光阻层，所述光阻层的开口暴露出P阱区域，以完成P阱的离子注入；接着在衬底上重新形成具有开口的光阻层，所述光阻层的开口暴露出N阱区域，以完成N阱的离子注入。然而，这种方法形成的LDMOS的击穿电压并不能够满足某些应用场合的要求。例如，有些应用场合下，要求LDMOS的BVDS大于等于12V，而采用上述工艺制得的LDMOS的BVDS实测仅是接近IIV。[0004]目前，改善BVDS的一种较常见的方法是延长漂移区(N阱)的长度，从而获得更高的击穿电压，但是这显然不利于高集成度器件的制作，从而增加了制作成本。
[0005]因此，需要提供一种新的方法来改善LDMOS的BVDS，并尽可能的降低制作成本。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种LDMOS及其形成方法，以解决现有技术中的LDMOS的BVDS难以满足需求的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种LDMOS的形成方法，包括:
[0008]提供衬底，所述衬底具有第一区域和第二区域；
[0009]在所述衬底上形成第一光阻层，所述第一光阻层包括光阻阵列，所述第一光阻层的光阻阵列覆盖所述第一区域并靠近所述第二区域，暴露出所述第一区域的剩余部分；
[0010]对所述衬底进行P阱离子注入；
[0011]去除所述第一光阻层；
[0012]在所述衬底上形成形成第二光阻层，所述第二光阻层包括光阻阵列，所述第二光阻层的光阻阵列覆盖所述第二区域并靠近所述第一区域，暴露出所述第二区域的剩余部分；
[0013]对所述衬底进行N阱离子注入；
[0014]去除所述第二光阻层。
[0015]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，所述光阻阵列的尺寸为0.4 μ m~0.6 μ m。
[0016]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，所述光阻阵列包括间隔排列的多个开口，所述多个开口的面积占所述光阻阵列的面积的20%~70%。
[0017]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，所述多个开口的面积占所述光阻阵列的面积的50%。[0018]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，对所述衬底进行P阱离子注入包括注入硼。
[0019]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，对所述衬底进行硼注入的条件为:能量200kev~250kev，剂量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度为I。~5。，反转注入4次。
[0020]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，对所述衬底进行N阱离子注入包括注入磷。
[0021]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，对所述衬底进行磷注入的条件为:能量200kev~250kev，剂量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度为I。~5。，反转注入4次。
[0022]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，所述第一光阻层和第二光阻层的厚度皆为8000埃~15000埃。
[0023]可选的，对于所述的LDMOS的形成方法，所述第一光阻层和第二光阻层的厚度皆为10000埃。
[0024]本发明提供一种利用如上所述的LDMOS的形成方法制得的LDM0S，包括衬底以及形成于所述衬底中的P阱和N阱；所述P阱和N阱在相互靠近处的离子在沿衬底厚度方向上的分布具有间隙 。
[0025]与现有技术相比，在本发明提供的LDMOS的形成方法中，将N阱区域和P阱区域相互靠近之处的上方的光阻设置成阵列状，如此能够有效的限制离子注入后的离子分布，使所形成的PN结为缓变结，这就可以增大LDMOS的BVDS。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图广图7为本发明实施例的LDMOS的形成方法的过程示意图；
[0027]图8为现有技术和本发明实施例的LDMOS在N阱和P阱的交界处离子浓度示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和具体实施例对本发明提供的LDMOS及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029]请参考图1，在实施例的LDMOS的形成方法中，首先，提供衬底1，所述衬底I可以为硅衬底，所述衬底I中形成有浅沟道隔离(STI) 2，相邻两个浅沟道隔离2之间具有两个第一区域11及位于所述两个第一区域11之间的第二区域12，所述第一区域11与所述第二区域12相接触。
[0030]请参考图2，在所述衬底I上形成第一光阻层3，所述第一光阻层3覆盖所述浅沟道隔离2、所述第二区域12及靠近所述第二区域12的部分所述第一区域11，其中，覆盖所述第一区域11的光阻层3构成光阻阵列4，具体的，所述光阻阵列4为周期性结构，由光阻和间隔排列的多个开口组成，所述光阻阵列4的尺寸(本发明中指的是沿第一区域和第二区域的排列方向上所述光阻阵列4的宽度)为0.4 μm~θ.6 μ m，在本实施例中，所述光阻阵列4的尺寸为0.5 μ m，所述光阻阵列4位于所述第一区域靠近所述第二区域12处，即二者的交界处。为了能够获得较佳的效果，所述光阻阵列4的传输率(transmission rate)为20%~70%，也就是所述多个开口的面积占所述光阻阵列4的面积为20%~70%，这是考虑到离子注入时由开口所限定的浓度分布，会影响到BVDS，同时还会影响到阈值电压Vt，在本实施例中，采用的光阻阵列4的传输率为50%。
[0031]接着，请参考图3，对所述衬底I进行离子注入工艺，为了避免离子注入时对第二区域12的影响，一种较佳的方法是形成足够厚的第一光阻层3，这样，由于第一光阻层3对第二区域12的遮挡，第二区域12基本上不会被注入离子。例如，所述第一光阻层3时使其厚度达到8000埃?15000埃，较佳的，使得所述第一光阻层3的厚度为10000埃。以所述第一光阻层3为掩膜，对所述第一区域11进行P阱离子注入，所述P阱离子注入包括注入硼(B)，硼注入的条件可以为:以与衬底的法向夹角为1°?5°的角度，采用能量为200kev?250kev，注入剂量为4E13/CnT5E13/Cm3的硼，在本实施例中，采用与衬底的法向夹角为2°的角度，采用能量为220kev，注入剂量为4.8E13/cm3的硼，反转注入4次。那么，由于所述光阻阵列4的存在，在第一区域11中注入的离子在靠近第二区域12处沿衬底厚度方向上的浓度将不相同，将图3中虚线a、b之间的区域放大，得到图4所示的局部示意图，存在离子的区域(即P阱5)在光阻阵列4下方将呈现多个抛物线状区域。
[0032]接着，请参考图5，去除所述第一光阻层3，在所述衬底I上形成第二光阻层6。所述第二光阻层6覆盖所述第一区域11、浅沟道隔离2及靠近所述第一区域11的部分第二区域12，其中，覆盖所述第二区域12的光阻层6同样构成光阻阵列4，可参考第一光阻层所形成的光阻阵列，在此不做赘述。需要说明的是，图5中的P阱5仅是示意性画出，并不代表P阱的形状大小。
[0033]请参考图6，对所述衬底I进行离子注入工艺，为了避免离子注入时对第一区域11的影响，一种较佳的方法是在形成所述第二光阻层6时使其厚度达到8000埃?15000埃，在本实施例中，使得所述第二光阻层6的厚度为10000埃。以所述第二光阻层6为掩膜，对所述第一区域11进行N阱离子注入，所述N阱离子注入包括注入磷(P)，磷注入的条件可以为:以与衬底的法向夹角为1°?5°的角度，采用能量为200kef250keV，注入剂量为4E13/CnT5E13/Cm3的磷，在本实施例中，采用与衬底的法向夹角为2。的角度，采用能量为220kev，注入剂量为4.8E13/cm3的磷，反转注入4次。那么，由于所述光阻阵列4的存在，在第二区域12中注入的离子在靠近第一区域11处沿衬底厚度方向上的浓度将不相同，可参考图4所示的情况，在此不做赘述。
[0034]请参考图7，在磷注入后，去除第二光阻层，则可初步得到一 LDMOS结构，包括衬底1，多个浅沟道隔离2，P阱5及位于两个P阱5之间的N阱7，图7中P阱5及N阱7乃示意。在此基础上，可进一步完成LDMOS的制作。
[0035]请参考图8，按照上述LDMOS的形成方法制得的LDM0S，所述P阱和N阱相互靠近处的离子在沿衬底厚度方向上的分布具有间隙，请结合图4和图8，图8的横坐标在原点处表示的是第一区域和第二区域的交界位置，负轴表示第一区域，正轴表示第二区域，则其离子浓度如图8中曲线m所示，具有较陡峭的分布，具有较大的“波动”，而虚线η则表示的是现有工艺中第一区域和第二区域交界处的离子浓度，也就是说，本发明使得PN结由传统的突变结变成缓变结，从而能够有效的提升BVDS。经实际器件检测可知，具有如曲线m所示的离子分布的BVDS已经达到甚至超过12V。
[0036]与现有技术相比，在本发明提供的LDMOS的形成方法中，在N阱区域和P阱区域相互靠近之处的上方的光阻设置成阵列状，能够有效的限制离子注入后离子的分布，使所形成的PN结为缓变结，这就使得BVDS可以增大。
[0037]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种LDMOS的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底具有第一区域和第二区域； 在所述衬底上形成第一光阻层，所述第一光阻层包括光阻阵列，所述第一光阻层的光阻阵列覆盖所述第一区域并靠近所述第二区域，暴露出所述第一区域的剩余部分； 对所述衬底进行P阱离子注入； 去除所述第一光阻层； 在所述衬底上形成形成第二光阻层，所述第二光阻层包括光阻阵列，所述第二光阻层的光阻阵列覆盖所述第二区域并靠近所述第一区域，暴露出所述第二区域的剩余部分； 对所述衬底进行N阱离子注入； 去除所述第二光阻层。
2.如权利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述光阻阵列的尺寸为0.4 μ m~0.6 μ m。
3.如权利要求2所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述光阻阵列包括间隔排列的多个开口，所述多个开口的面积占所述光阻阵列的面积的20%~70%。
4.如权利要求3所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述多个开口的面积占所述光阻阵列的面积的50%。
5.如权利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，对所述衬底进行P阱离子注入包括注入硼。
6.如权利要求5所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，对所述衬底进行硼注入的条件为:能量200kev~250kev，剂量4E13/cnT5E13/cm3，注入角度为1°~5°，反转注入4次。
7.如权利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，对所述衬底进行N阱离子注入包括注入磷。
8.如权利要求7所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，对所述衬底进行磷注入的条件为:能量200kev~250kev，剂量4E13/cm3~5E13/cm3，注入角度为1°~5°，反转注入4次。
9.如权利要求1所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述第一光阻层和第二光阻层的厚度皆为8000埃~15000埃。
10.如权利要求9所述的LDMOS的形成方法，其特征在于，所述第一光阻层和第二光阻层的厚度皆为10000埃。
11.利用权利要求1~10中任一项所述的LDMOS的形成方法制得的LDM0S，其特征在于，包括衬底以及形成于所述衬底中的P阱和N阱；所述P阱和N阱在相互靠近处的离子在沿衬底厚度方向上的分布具有间隙。
【文档编号】H01L29/78GK103915339SQ201210592622
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】邓永平 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司