[发明专利]横向扩散金属氧化物半导体的制备方法和器件

说明书

本公开涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法和器件，该方法包括：提供一衬底，在衬底上形成第一衬垫层和第二衬垫层；以图形化的光罩的正光刻胶作为掩膜，刻蚀第一衬垫层和第二衬垫层以形成场氧的开口；对衬底进行热氧化处理，以在开口内形成场氧；去除第二衬垫层；使用相同图形化的光罩的负光刻胶作为掩膜，刻蚀去除第一衬垫层；对衬底再次进行热氧化处理，形成牺牲氧化层；使用相同图形化的光罩的负光刻胶作为掩膜，刻蚀去除牺牲氧化层。本公开解决了现有LDMOS制造工艺中，在相关步骤会消耗场氧而造成场氧上表面的厚度减少进而导致击穿电压降低的技术问题，提高了LDMOS器件的击穿电压。

技术领域

本公开涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法和器件。

背景技术

LDMOS（Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体）具有耐高压，大电流驱动能力和低功耗等特点，目前被广泛应用于在电源管理电路。BCD工艺中，LDMOS与CMOS集成在同一芯片及工艺流程中，LDMOS在本底器区和漂移区的条件与CMOS现有工艺条件共享的前提下，其导通电阻与击穿电压（BV）存在矛盾关系，往往无法满足LDMOS的目标，即高耐压和低特征电阻和导通电阻，给定的工作电压下提供最低的导通电阻（Rsp）。导通电阻是一个重要的指标，在保证击穿电压及输出特性曲线等正常的情况下，Rsp越小越好，产品越有竞争力。

现有的LDMOS，以图1所示的NLDMOS为例，其中101表示在硅衬底/硅外延层上，105表示N型漂移区，106表示P型体区，107表示浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation ，STI）场板介质层，108表示LOCOS场氧化层（Local oxidation of silicon），109表示N型重掺杂区，110表示P型重掺杂区，111表示栅极多晶硅，112表示侧墙，113表示自对准硅化物阻挡层（Self-Aligned Block，SAB），114表示Co Salicide。另一种LDMOS结构是将LOCOS场氧化层108替换为浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation ，STI）场板介质层107 。但是，现有降低LDMOS的导通阻抗的方法就是在不断提高漂移区浓度的同时，通过各种降低表面电场（Resurf）的理论，使其能够完全耗尽，从而获得低导通阻抗，并维持很高的击穿电压。

相关技术中公开了一种LDMOS制备方法，该方法包括：S1）提供一衬底，在所述衬底上依次形成衬垫氧化硅层、衬垫氮化硅层；S2）以图形化的光罩的正光刻胶作为掩膜，刻蚀所述衬垫氮化硅层和衬垫氧化硅层形成场氧的开口；S3）对所述衬底进行热氧化处理，以在所述开口内形成具有“鸟嘴”结构的LOCOS场氧；S4）去除衬垫氮化硅层、氧化硅层，暴露出所述衬底的表面；S5）对所述衬底进行热氧化处理以形成牺牲氧化层，对所述衬底进行离子注入形成漂移区、沟道区以及高温热处理进行激活；S6）去除牺牲氧化层，所述衬底上生长栅极氧化层和栅极多晶硅。但是，上述LDMOS制备方法的S4中去除衬垫氮化硅层和S6中去除牺牲氧化层的步骤都会对LDMOS LOCOS区域的场氧进行消耗，消耗的场氧会导致场氧上表面的厚度减少（具体可参见图2中的衬底150上形成的场氧151的上部分厚度H1小于下部分厚度H2），进而导致击穿电压降低。

因此，有必要提供一种改进了的横向扩散金属氧化物半导体的制备方法。

发明内容

为了解决相关技术中在去除衬垫氮化硅层、去除牺牲氧化层步骤中都会对LDMOSLOCOS区域的场氧进行消耗，消耗的场氧会导致场氧上表面的厚度减少，进而导致击穿电压降低等问题。

本发明提供一种LDMOS场氧化层结构的制备方法，在不增加光刻板的同时，采用两次负光刻胶工艺保护LDMOS场氧区域的场氧厚度，使得场氧下端电流路径不改变的同时增加场氧厚度，实现不改变LDMOS的导通电阻下提高击穿电压。