[发明专利]P型高浓度掺杂硅及BCD产品P沟道MOS管制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，尤其涉及一种P型高浓度掺杂硅及BCD产品P沟道MOS管制作工艺。

背景技术

不含杂质的硅称之为本征硅，在本征硅中掺入特定的杂质，即可形成显现导电特性的N型硅或P型硅，具体的向本征硅中掺入V族元素(比如磷、砷、锑)后可以形成N型硅，向本征硅中掺入III族元素(比如硼)后则形成P型硅。业内统一规定将高浓度掺杂的N型硅或P型硅用正号表示，将低浓度掺杂的N型硅或P型硅用负号表示。在未饱和的情况下，硅中的掺杂浓度越高，电阻率越低。通过合金法或扩散法将P型硅和N型硅压合在一起，则在两者交接面附近形成一个极薄的特殊区域，称为PN结。

PN结为构成集成电路的最基本的单元，无论是双极型晶体管、互补型金属氧化物半导体场效应晶体(CMOS)管还是双扩散型金属氧化物半导体场效应晶体(DMOS)管都是由PN结构成的。而双极型晶体管、CMOS以及DMOS又是构成BCD产品的必要部分：BCD产品是把双极型晶体管(Bipolar)、互补型金属氧化物半导体场效应晶体(CMOS)和双扩散型金属氧化物半导体场效应晶体管(DMOS)三种器件集成在一起的半导体芯片，“BCD”是这三种器件的英文单词的首先字母的组合。

图1为一种P沟道MOS管的组成结构示意图，该P沟道MOS管包括多晶硅栅区、源区、漏区和阱区，其中源区和漏区为P型高浓度掺杂的硅(P+)，阱区为N型低浓度掺杂的硅(N-)，P+源区和P+漏区都与N-阱区各构成一个PN结。图2为一个PNP三极管的结构示意图，其由发射区，基区和集电区组成，其中基区为N型低浓度掺杂的硅(N-)，发射区为P型高浓度掺杂的硅(P+)，集电区为P型衬底，P+发射区与N-基区构成一个PN结(P+/N-结)，P型衬底与N-基区构成一个PN结(P-/N-结)。

为了减低芯片的功耗，提高电流能力及工作速度，需要提高BCD产品中P型高浓度掺杂区的掺杂浓度，而在BCD工艺技术中，在形成P型高浓度掺杂区时，采用离子注入工艺将二氟化硼注入硅表面，然后进行高温退火处理。但是在注入二氟化硼时，由于二氟化硼分子量很大，所以对硅表面产生非常大的撞击，以致损伤硅表面，形成晶格缺陷，虽然一部分晶格缺陷可以在后续的高温退火工艺中修复，但是也可能无法修复仍然存留在硅表层中成为永久的晶格缺陷。另外，二氟化硼分子中的硼原子和氟原子在撞击硅表面时发生分解，在进行高温退火处理时，其中一部分氟原子从硅表面挥发，另一部氟原子可能会与干法刻蚀和离子注入产生的硅表层损伤以及其它缺陷相结合甚至在损伤区成团状，形成永久的晶格缺陷。

以上两种机理形成的永久晶格缺陷将存留在P型高浓度掺杂硅中，导致由P+区与N型硅(N-或N+区)形成的PN结中存在漏电通道，并且单位面积的晶格缺陷密度越大、以及晶格缺陷在硅表层的深度越大，PN结的漏电流也就越大，当漏电流达到芯片不能容许的程度时，即出现芯片失效。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种P型高浓度掺杂硅及BCD产品P沟道MOS管制作工艺，用以解决现有技术中制作的P型高浓度掺杂硅由于晶格缺陷导致的漏电问题。

本发明实施例提供的一种P型高浓度掺杂硅的工艺实现方法，包括：

低压淀积氧化硅介质层；

对衬底进行光刻，定义注入区域；

在定义的注入区域内，注入硼离子；

对注入的硼离子进行高温退火。

本发明实施例提供的一种BCD产品中的P沟道MOS管的制作工艺，包括：

对衬底进行光刻，定义注入区域，注入磷离子并扩散制作N型低浓度掺杂区；

低压淀积氮化硅介质层；

对衬底进行光刻，定义刻蚀区域，采用等离子体刻蚀氮化硅；

生长二氧化硅场区氧化层，剥离氮化硅；

高温氧化生成栅氧化层；

低压淀积多晶硅层；

对衬底进行光刻，定义刻蚀区域，采用等离子体刻蚀多晶硅层；

对衬底进行光刻，定义注入区域，注入磷离子或砷离子并进行高温退火制作N型高浓度掺杂区；

低压淀积氧化硅介质层；

对衬底进行光刻，定义注入区域，在定义的注入区域内，注入硼离子，对注入的硼离子进行高温退火制作P型高浓度掺杂区。