分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：在晶圓表面生長緩沖氧化層；在緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層；光刻定義出場區(qū)并蝕刻，去除場區(qū)上的氮化硅；對場區(qū)進行離子注入；生長場氧化層；剝除氮化硅層；對晶圓進行濕浸，去除緩沖氧化層和部分的場氧化層；重新在晶圓表面生長緩沖氧化層及在重新生長的緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層；光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻，去除所述漂移區(qū)上的氮化硅；對漂移區(qū)進行離子注入；生長漂移區(qū)氧化層。本發(fā)明在生長場氧化層完成后剝除氮化硅層，這時可以通過調(diào)整wet?dip的量來優(yōu)化場氧鳥嘴的長度，解決了場氧鳥嘴過長的問題。
【專利說明】分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的組件間隔離區(qū)的制作，特別是涉及一種分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代集成電路設(shè)計中高壓橫向擴散漂移區(qū)MOS管(LDMOS)器件得到廣泛的應(yīng)用，LDMOS的耐壓是利用MOS管的漏端的漂移區(qū)，通過降低表面電場(RESURF)原理來實現(xiàn)。這種漂移區(qū)是借由離子注入，然后通過高溫?zé)徇^程擴散形成。漂移區(qū)結(jié)構(gòu)通常包括一定厚度的熱氧化層，通過多晶硅搭在熱氧化層上，改變漂移區(qū)上表面的電勢分布實現(xiàn)漂移區(qū)的完全耗盡，達到有限漂移區(qū)長度下最極限的耐壓。
[0003]通常線寬為0.35 μ m以上的高壓工藝采用局部場氧化(LOCOS)進行隔離，漂移區(qū)上氧化層使用疊場氧是一種LOCOS方法。通常先用光刻定義出場氧區(qū)域，生長第一步場氧。再用光刻定義出漂移區(qū)，用熱氧化的方式生長漂移區(qū)氧化層，同時場氧區(qū)疊加生長而實現(xiàn)第二步生長。漂移區(qū)熱氧化層與場氧厚度可以任意搭配，可以達到多晶場板對漂移區(qū)耗盡的較佳效果，但是場氧的鳥嘴長度得不到控制，影響有源區(qū)的面積，情況嚴(yán)重會導(dǎo)致漏電，使得良率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對傳統(tǒng)的疊場氧方法鳥嘴區(qū)域過長的問題，提供一種能夠優(yōu)化場氧的鳥嘴長度的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
[0005]一種分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括下列步驟:在晶圓表面生長緩沖氧化層；在所述緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層；光刻定義出場區(qū)并蝕刻，去除所述場區(qū)上的氮化硅；對所述場區(qū)進行離子注入；進行場區(qū)氧化，生長場氧化層；剝除所述氮化硅層；對所述晶圓進行濕浸，去除所述緩沖氧化層和部分的所述場氧化層，以減小所述場氧化層的鳥嘴長度；重新在晶圓表面生長緩沖氧化層及在重新生長的緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層，重新淀積的所述氮化硅層將所述場氧化層完全覆蓋；光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻，去除所述漂移區(qū)上的氮化硅；對所述漂移區(qū)進行離子注入；進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層。
[0006]在其中一個實施例中，所述光刻定義出場區(qū)并蝕刻的步驟，是涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出場區(qū)，用等離子蝕刻去除場區(qū)上的氮化硅，然后做去膠清洗，所述去膠清洗在所述進行場區(qū)氧化的步驟前進行；所述光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻的步驟，是涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出漂移區(qū)，用等離子蝕刻去除漂移區(qū)上的氮化硅，然后再次進行去膠清洗，所述再次去膠清洗在所述進行漂移區(qū)氧化的步驟前進行。
[0007]在其中一個實施例中，所述淀積形成氮化硅層和重新淀積形成氮化硅層的步驟，是采用低壓爐管的方式進行。
[0008]在其中一個實施例中，所述進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層的步驟后還包括剝除重新淀積的所述氮化硅層的步驟。
[0009]在其中一個實施例中，所述剝除氮化硅層的步驟是用磷酸溶液進行剝除。
[0010]在其中一個實施例中，所述緩沖氧化層和重新生長的緩沖氧化層的厚度均為150埃。
[0011]在其中一個實施例中，所述對晶圓進行濕浸，去除所述緩沖氧化層和部分的所述場氧化層的步驟中，去除的所述場氧化層的厚度為200埃。
[0012]在其中一個實施例中，所述進行場區(qū)氧化，生長場氧化層的步驟中生長的場氧化層的厚度為6000埃；所述進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層的步驟中生長的漂移區(qū)氧化層的厚度為3000埃。
[0013]在其中一個實施例中，所述半導(dǎo)體器件是橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。
[0014]上述分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，在生長場氧化層完成后剝除氮化硅層，這時可以通過調(diào)整濕浸(wet dip)的量來優(yōu)化場氧鳥嘴的長度，解決了場氧鳥嘴過長的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為一實施例中分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖；
[0016]圖2A至圖2F是一實施例中采用分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法在制造過程中器件的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0018]圖1是一實施例中分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖，包括下列步驟:
[0019]S110,在晶圓表面生長緩沖氧化層(PAD oxide layer)。
[0020]可以用熱氧化工藝在硅襯底的表面生長緩沖氧化層。緩沖氧化層可以減緩硅與隨后淀積的氮化硅層之間的應(yīng)力。緩沖氧化層越厚，硅與氮化硅之間的應(yīng)力越小，但對有源區(qū)形狀和尺寸的影響也越大。在本實施例中，緩沖氧化層的厚度為150人，在其它實施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)器件的實際情況進行選擇。
[0021]S120，在緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層302。
[0022]圖2A是一實施例中步驟S120完成后器件的剖面示意圖，需要指出的是，所有附圖中氮化硅層302下方的硅襯底均未畫出，且緩沖氧化層因為較薄因此也未示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)說明書和權(quán)利要求書的描述應(yīng)可清楚地理解器件的結(jié)構(gòu)。
[0023]在本實施例中，淀積形成氮化硅層302是采用低壓爐管的方式進行。在其它實施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以使用公知的其它淀積氮化硅的工藝來完成氮化硅層302的淀積。
[0024]S130，光刻定義出場區(qū)并蝕刻，去除場區(qū)上的氮化硅。
[0025]涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出場區(qū)，然后用等離子蝕刻去除場區(qū)上的氮化硅。在其它實施例中，也可以采用其它公知的適用于氮化硅蝕刻的干法或濕法蝕刻工藝去除氮化硅。
[0026]S140，對場區(qū)進行離子注入。
[0027]在光刻完成后，需要對光刻膠進行去膠清洗。清洗可以在離子注入之前做，也可以在離子注入完成后、步驟S150之前進行。圖2B是圖2A所示實施例中對場區(qū)進行離子注入的示意圖。
[0028]S150，進行場區(qū)氧化，生長場氧化層304。
[0029]圖2C是圖2A所示實施例中步驟S150完成后器件的剖面示意圖。場氧化層304可以采用熱氧化工藝進行生長。
[0030]S160，剝除氮化硅層302。
[0031 ] 在本實施例中，采用磷酸溶液去除氮化硅層302。在其它實施例中也可以采用本領(lǐng)域公知的去除氮化硅的方法進行剝除。圖2D是圖2A所示實施例中步驟S160完成后器件的剖面示意圖。
[0032]S170,對晶圓進行濕浸(wet dip),去除緩沖氧化層和部分場氧化層304以減小場氧化層304的鳥嘴長度。
[0033]由于氮化娃層302被剝除,步驟S170中可以通過調(diào)整wet dip的量,實現(xiàn)對場氧鳥嘴的控制。在本實施例中，去除的場氧化層304的厚度為200埃。
[0034]S180，重新在晶圓表面生長緩沖氧化層，在重新生長的緩沖氧化層上通過淀積形成氮化娃層312。
[0035]生長緩沖氧化層可以用熱氧化工藝進行，淀積氮化硅層312可以采用低壓爐管的方式進行。氮化硅層312將場氧化層304完全覆蓋。
[0036]S190，光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻，去除漂移區(qū)上的氮化硅。
[0037]涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出漂移區(qū)，然后用等離子蝕刻去除漂移區(qū)上的氮化硅。
[0038]S200，對漂移區(qū)進行離子注入。
[0039]在漂移區(qū)光刻完成后，需要對光刻膠進行去膠清洗。清洗可以在漂移區(qū)離子注入之前做，也可以在離子注入完成后、步驟S210之前進行。圖2E是圖2A所示實施例中對漂移區(qū)進行離子注入的示意圖。
[0040]S210，進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層314。
[0041]圖2F是圖2A所示實施例中步驟S210完成后器件的剖面示意圖。漂移區(qū)氧化層314可以采用熱氧化工藝進行生長。由于氮化硅層312將場氧化層304完全覆蓋，因此氮化硅層312對場氧化層304進行了保護，步驟S210中的熱生長不會使得場氧化層304的厚度增加。
[0042]步驟S210完成后，可以用磷酸溶液將氮化硅層312剝除。
[0043]上述分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，在生長場氧化層304完成后剝除氮化硅層302，這時可以通過調(diào)整濕浸(wet dip)的量來優(yōu)化場氧鳥嘴的長度，解決了場氧鳥嘴過長的問題。濕浸完成后重新生長緩沖氧化層和氮化硅312，場氧化層304被氮化硅312覆蓋保護。在后續(xù)生長漂移區(qū)氧化層314的步驟中，漂移區(qū)氧化層314的厚度可以自由調(diào)整，不會影響場氧化層304的厚度。
[0044]在一個實施例中，設(shè)計場氧化層304的厚度為5800人，漂移區(qū)氧化層314的厚度為3000人,可以于步驟S150中生長^GGGii的場氧化層304，再于步驟S170中通過濕浸去除200Λ的場氧化層304，之后再于步驟S210中生長3000人的漂移區(qū)氧化層314。
[0045]上述分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，適用于橫向擴散漂移區(qū)MOS管(LDMOS)器件，也可以用于制造其它采用局部場氧化(LOCOS)工藝進行隔離的半導(dǎo)體器件。[0046]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括下列步驟: 在晶圓表面生長緩沖氧化層； 在所述緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層； 光刻定義出場區(qū)并蝕刻，去除所述場區(qū)上的氮化硅； 對所述場區(qū)進行離子注入； 進行場區(qū)氧化，生長場氧化層； 剝除所述氮化硅層； 對所述晶圓進行濕浸，去除所述緩沖氧化層和部分的所述場氧化層，以減小所述場氧化層的鳥嘴長度； 重新在晶圓表面生長緩沖氧化層及在重新生長的緩沖氧化層上通過淀積形成氮化硅層，重新淀積的所述氮化硅層將所述場氧化層完全覆蓋； 光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻，去除所述漂移區(qū)上的氮化硅； 對所述漂移區(qū)進行離子注入； 進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述光刻定義出場區(qū)并蝕刻的步驟，是涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出場區(qū)，用等離子蝕刻去除場區(qū)上的氮化硅，然后做去膠清洗，所述去膠清洗在所述進行場區(qū)氧化的步驟前進行；所述光刻定義出漂移區(qū)并蝕刻的步驟，是涂覆光刻膠并通過曝光和顯影定義出漂移區(qū)，用等離子蝕刻去除漂移區(qū)上的氮化硅，然后再次進行去膠清洗，所述再次去膠清洗在所述進行漂移區(qū)氧化的步驟前進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述淀積形成氮化硅層和重新淀積形成氮化硅層的步驟，是采用低壓爐管的方式進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層的步驟后還包括剝除重新淀積的所述氮化硅層的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述剝除氮化硅層的步驟是用磷酸溶液進行剝除。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述緩沖氧化層和重新生長的緩沖氧化層的厚度均為150埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述對晶圓進行濕浸，去除所述緩沖氧化層和部分的所述場氧化層的步驟中，去除的所述場氧化層的厚度為200埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述進行場區(qū)氧化，生長場氧化層的步驟中生長的場氧化層的厚度為6000埃；所述進行漂移區(qū)氧化，生長漂移區(qū)氧化層的步驟中生長的漂移區(qū)氧化層的厚度為3000埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的分立式場氧結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件是橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。
【文檔編號】H01L21/336GK103943548SQ201310025246
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】許劍, 何敏, 章舒, 羅澤煌, 吳孝嘉 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司