[发明专利]LOCOS多层氧化层的集成制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路（IC）的制造方法，尤其涉及一种采用LOCOS（LOCal Oxidation of Silicon）工艺制作多种厚度氧化层时的集成制作方法，属于半导体器件制造领域。

背景技术

随着集成电路的不断发展， LDMOS（Lateral Double-diffused MOS）工艺将多种耐压规格的器件集成到同一芯片上。其中，常常在同一晶片上采用LOCOS（LOCal Oxidation of Silicon）工艺隔离并同时制作多种耐压规格的器件。

传统LOCOS工艺的制作过程是：首先在硅衬底上生长衬垫氧化层（PAD OX）和衬垫氮化硅（PAD SIN），然后利用光刻和腐蚀工艺定义需要生长氧化层的区域，再利用PAD OX和PAD SIN作为阻挡层生长氧化层，随后通过湿法腐蚀的方式去除PAD SIN和PAD OX，最后留下所需要的氧化层。在生长氧化层时，阻挡层边缘下方的硅会与横向侵入的氧原子进行反应，生成二氧化硅，将阻挡层拱起，形成鸟嘴。鸟嘴将消耗有效的有源区，导致器件尺寸增加。

目前，为了节省成本，在制作芯片时常采用传统的LOCOS工艺形成隔离氧化层和漂移区氧化层。这就出现了多种厚度的氧化层同时存在的现象，而厚度不同的氧化层鸟嘴的长短不同。为了控制不同厚度的氧化层形成的鸟嘴，需要分别制作LOCOS隔离氧化层和各种厚度的漂移区氧化层，分别对鸟嘴进行控制。然而，重复进行LOCOS制作工艺，将导致重复生长和腐蚀PAD OX和PAD SIN，制作成本高，制作周期长。

通常的解决方案是：采用STI（Shallow Trench Isolation）浅沟槽隔离工艺制作器件的隔离，解决鸟嘴的问题。STI通过在硅衬底上开挖深槽，再埋入隔离氧化层，以实现器件的隔离。STI工艺可以解决鸟嘴的问题，但也存在缺点：

1、  STI制作器件隔离，成本比LOCOS高；

2、   STI只能解决LOCOS隔离的鸟嘴问题，仍然需要多次LOCOS工艺过程制作不同厚度的漂移区氧化层。

有鉴于此，本发明将提供一种采用LOCOS工艺制作多种厚度氧化层的新工艺方法，以有效集成多种厚度氧化层的制作，降低成本，并缩短制作周期。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种采用LOCOS工艺的多层氧化层的集成制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种LOCOS多层氧化层的集成制作方法，包括以下步骤：

步骤一、提供所需制作多层氧化层的下层芯片结构；

步骤二、在所述下层芯片结构上制作衬垫； 

步骤三、在所述衬垫上利用光刻工艺定义第一种厚度氧化层区域，并利用腐蚀工艺在所述第一种厚度氧化层区域开口；

步骤四、在制作有第一种厚度氧化层区域开口的下层芯片结构上进行第一次氧化生长；

步骤五、第一次氧化生长后，在所述衬垫上利用光刻工艺定义第二种厚度氧化层区域，并利用腐蚀工艺在所述第二种厚度氧化层区域开口；

步骤六、在制作了第二种厚度氧化层区域开口后进行第二次氧化生长，从而形成第一和第二种厚度氧化层；

步骤七、去除所述衬垫，进行湿法回刻以调整鸟嘴，完成多层氧化层的制作。

作为本发明的优选方案，步骤二中，制作所述衬垫包括先制作衬垫氧化层，再在所述衬垫氧化层上制作衬垫氮化硅。

作为本发明的优选方案，所述第一种厚度氧化层包括隔离区氧化层和漂移区第一氧化层；所述第二种厚度氧化层为漂移区第二氧化层。

进一步优选地，所述隔离区氧化层和漂移区第一氧化层的厚度为第一次氧化生长与第二次氧化生长积累而得，且均大于漂移区第二氧化层的厚度，漂移区第二氧化层的厚度由第二次氧化生长而得。

进一步优选地，在进行第一次和第二次氧化生长前，利用离子注入工艺调整漂移区第一和第二氧化层底部的杂质浓度。

作为本发明的优选方案，第一次氧化生长所形成的氧化层厚度为3.5~4.5K ?；第二次氧化生长所形成的氧化层厚度为2.5~3.5K ?。

作为本发明的优选方案，采用炉管进行第一和第二次氧化生长，温度为800~1100℃。

作为本发明的优选方案，所述湿法回刻的腐蚀液的配方为浓度49%的HF:H₂O=1：15，腐蚀时间为190~210s。

根据上述方法制作n种厚度的氧化层时，在步骤六之后、步骤七之前，还包括如下步骤：