一种制作稳定VDMOS功率器件的工艺方法与流程

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种制作稳定vdmos功率器件的工艺方法。

背景技术

单粒子辐照效应对超大规模集成电路(verylargescaleintegratedcircuit，vlsi)、cmos电路器件、功率vdmos功率器件器件具有较大影响，能够干扰器件和电路的正常工作。单粒子辐照能够对器件造成硬损伤，可能会就此造成器件永久失效。当单粒子入射在vdmos器件的源极有源区时，可能导致器件的寄生晶体三极管(由源极有源区、p-body区和外延层形成)开启，使vdmos器件失去栅开关功能，进一步可能形成正反馈，导致器件的烧毁，称为单粒子烧毁(seb)现象。

在vdmos功率器件的制作工艺中，需要一个较浓的电阻率做衬底材料片，在衬底材料片上进行硅外延所需的电阻率和厚度，完成后进行vdmos功率器件制作。器件制作工艺通常是要生成场氧（sio2）后，进行场氧腐蚀，完成有源区的隔离。在有源区上进行p型杂质注入，形成阱（pwell）、器件的沟道区域和耐压的隔离，进行n型杂质注入，形成源端接触（n+），接着进行p型杂质的注入，形成体接触(p+)，然后进行栅氧氧化，淀积多晶，进行光刻腐蚀，形成栅控制端，最后把栅端和漏端通过金属连线引出，这样器件结构基本完成。现有的vdmos功率器件结构由于一般采用硅基材料来做vdmos功率器件，基础介质层如硅、硅化合物等材料，其在辐照环境下，会产生单粒子烧毁效应，当整个集成电路中采用大量的vdmos功率器件进行驱动、开关，其可靠性将巨幅下降，无法满足电路应用高可靠性的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制作稳定vdmos功率器件的工艺方法，以解决现有的vdmos功率器件容易产生单粒子烧毁效应，可靠性无法满足电路应用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种制作稳定vdmos功率器件的工艺方法，包括如下步骤：

对器件的沟道区域注入光刻，形成ldd光罩的图形；

按照ldd光罩的图形注入p型杂质，进行高温退火激活处理。

可选的，所述p型杂质的注入剂量为1e14~1e15cm^-2，能量为50-70kev。

可选的，在对器件的沟道区域注入光刻前，所述制作稳定vdmos功率器件的工艺方法还包括：

提供硅衬底；

在所述硅衬底上生长出外延硅层；

进行p型杂质注入，注入剂量为5e12~5e13cm^-2，能量为50-80kev，并进行高温退火处理形成p阱。

可选的，在进行高温退火激活处理后，所述制作稳定vdmos功率器件的工艺方法还包括：

按照n+/p+光罩的图形，分别形成源端和体接触的图形；

按照p+光罩图形注入p型杂质，注入剂量为5e14~5e15cm^-2，能量为50-100kev，并进行高温退火处理形成p+体接触端；按照n+光罩图形注入n型杂质，注入剂量为5e14~1e16cm^-2，能量为50-80kev，并进行高温退火处理形成n+源端；

进行栅氧sio2生长和多晶硅的淀积；

对栅氧sio2和多晶硅进行光刻和腐蚀，形成多晶栅控制端；

进行介质隔离层淀积，完成接触孔和金属淀积光刻，接出源端、体接触和栅端，形成完整的vdmos功率器件。

可选的，在进行p型杂质注入之前，所述制作稳定vdmos功率器件的工艺方法还包括：按照p阱光罩的图形，形成所需p阱的图形。

可选的，所述硅衬底的电阻率为0.002~0.004ω·cm。

可选的，所述外延硅层的电阻率为3-24ω·cm，厚度为3um-50um。

可选的，所述p型杂质的种类包括b和bf2；所述n型杂质的种类包括p、as和in。

本发明还提供了一种根据上述制作稳定vdmos功率器件的工艺方法制作出的vdmos功率器件。

在本发明中提供了一种制作稳定vdmos功率器件的工艺方法，对器件的沟道区域注入光刻，形成ldd光罩的图形；按照ldd光罩的图形注入p型杂质，进行高温退火激活处理。该工艺方法能够使vdmos功率器件的沟道区电阻大大降低，降低vdmos功率器件在单粒子辐照条件下的寄生三极管导通可能性，提高了可靠性；并且加工工艺简单，可控性强，具有很强的可操作性。

附图说明

图1是本发明提供的制作稳定vdmos功率器件的工艺方法的流程示意图；

图2~图9是制作稳定vdmos功率器件的工艺方法的各步骤示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种制作稳定vdmos功率器件的工艺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且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种制作稳定vdmos功率器件的工艺方法，其流程示意图如图1所示。所述制作稳定vdmos功率器件的工艺方法包括如下步骤：

步骤s11：对器件的沟道区域注入光刻，形成ldd光罩的图形；

步骤s12：按照ldd光罩的图形注入p型杂质，进行高温退火激活处理。

具体的，首先提供硅衬底1，并在所述硅衬底1上生长出外延硅层2，如图2所示。其中，所述硅衬底1的电阻率为0.002~0.004ω·cm，所述外延硅层2的电阻率为3-24ω·cm，厚度为3um-50um。

接着，如图3所示，根据器件要求进行p阱的光刻：按照p阱光罩的图形3，形成所需p阱的图形。然后如图4，进行p型杂质注入，注入完成后进行高温退火处理形成p阱。其中，p型杂质的注入剂量为5e12~5e13cm^-2，能量为50-80kev，所述p型杂质优选b或bf2。

请继续参阅图5，为了器件在辐照环境下高可靠性要求，增加器件沟道区域的注入。对器件的沟道区域注入光刻，形成ldd光罩4的图形；如图6所示，按照ldd光罩4的图形注入p型杂质，进行高温退火激活处理。其中所述p型杂质优选b或bf2，注入剂量为1e14~1e15cm-2，能量为50-70kev。通过离子注入处理使其降低沟道电阻，从而降低因寄生三极管导通引发的器件烧毁概率。

根据器件要求分别进行源端和体接触端的光刻。先按照图7中n+/p+光罩7的图形（包括图7中虚线框内部分和其两侧的阴影部分），分别形成源端和体接触的图形；按照p+光罩图形（图7中虚线框部分）注入p型杂质，所述p型杂质优选b或bf2，注入剂量为5e14~5e15cm^-2，能量为50-100kev，注入完成后进行高温退火处理形成p+体接触端；按照n+光罩图形（图7中阴影部分）注入n型杂质，所述n型杂质优选p、as或in，注入剂量为5e14~1e16cm^-2，能量为50-80kev，注入完成后进行高温退火处理形成n+源端，如图8。

接着进行栅氧sio25生长和多晶硅6的淀积，再对所示栅氧sio25和多晶硅6进行光刻和腐蚀工艺，形成多晶栅控制端，这样一个完整的器件基本形成；进行介质隔离层淀积，完成接触孔和金属淀积光刻，接出源端、体接触和栅端，形成完整的vdmos功率器件。

采用本发明的制作稳定vdmos功率器件的工艺方法制作出的vdmos功率器件，对其沟道区域进行了离子注入工艺处理，因此在沟道区域下的导通电阻很低，能够减少单粒子辐照时发生烧毁和在大电流工作条件下的烧毁概率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。