[发明专利]双多晶结构器件及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及集成电路制造工艺，尤其涉及一种双多晶结构器件，还涉及一种双多晶结构器件的制造方法。

【背景技术】

双多晶(Double Poly)工艺广泛用于集成电路制造，但随着集成电路的大规模化，使得半导体制程的集成度越来越高，工艺的复杂化带来的其中一个结果是器件间的兼容性要求提高，催生了同一芯片上制作双极管(Bipolar)，CMOS和DMOS等器件的工艺(BCD工艺)。由于器件种类繁多，必须做到高压器件和低压器件的兼容；双极工艺和CMOS工艺的兼容，高压CMOS和各种击穿电压的DMOS兼容。

传统的双多晶工艺中所有器件的栅电极均是采用同一层多晶硅。例如将第一多晶硅层作为MOS管的栅极，以及电容的下极板；第二多晶硅层用来做电阻，以及电容的上极板。其工艺流程为：第一步，首先以低压化学气相淀积(LPCVD)的方式淀积一层多晶硅并对其进行注入，接着在多晶硅层上淀积金属(钛，钴，等)或金属化物(钨硅)以获得较低的电阻，然后通过光刻和腐蚀去掉除多余的多晶硅；第二步，淀积电容的介质层；第三步：淀积第二多晶硅层，通过较低剂量注入形成多晶硅电阻，接着通过选择性注入电容的上极板和多晶硅电阻的引出端，然后通过光刻和腐蚀去除多余的多晶硅。从而在圆片表面形成多晶硅的栅极、多晶硅电阻和多晶硅电容。

采用这种传统结构会导致以下的问题：由于所有器件的栅电极均是采用同一层多晶硅，在器件制造过程中势必会相互影响，尤其是高低压器件不同的热处理过程带来的相互影响，会导致器件电性能的改变。为了消除该影响必须采用其他手段对器件进行调整，使得工艺复杂化，器件开发周期变长。

【发明内容】

为了解决传统双多晶工艺导致的高低压栅极相互影响的问题，有必要提供一种双多晶结构器件的制造方法。

一种双多晶结构器件的制造方法，包括以下步骤：在衬底上形成阱和有源区，并热生长场氧层；热氧化生长第一栅氧层；淀积第一多晶硅层；采用等离子注入形成多晶硅电阻；通过等离子注入形成多晶硅电容下极板和第一栅极，并蚀刻掉多余的第一多晶硅层；对所述双多晶结构器件进行热处理；热氧化生长第二栅氧层，并生长绝缘介质；阈值调整注入；淀积第二多晶硅层；通过等离子注入形成多晶硅电容上极板和第二栅极，并蚀刻掉多余的第二多晶硅层。

优选的，所述第一栅氧层的厚度为6nm～200nm。

优选的，所述生长绝缘介质，是在热氧化生长第二栅氧层的同时在多晶硅电容下极板上进行热生长。

优选的，所述绝缘介质是二氧化硅。

优选的，所述阈值调整注入是不需要光刻，直接进行的。

为了解决传统双多晶结构器件的高低压栅极相互影响的问题，还有必要提供一种双多晶结构器件。

一种双多晶结构器件，包括衬底，衬底表面的第一栅氧层、第二栅氧层、场氧层，第一栅氧层上的第一栅极，第二栅氧层上的第二栅极，场氧层上的多晶硅电阻、多晶硅电容下极板，多晶硅电容下极板表面的绝缘介质，绝缘介质上的多晶硅电容上极板；所述多晶硅电容下极板、多晶硅电阻和第一栅极采用同一多晶硅层形成，所述多晶硅电容上极板和第二栅极采用同一多晶硅层形成。

优选的，所述第一栅氧层和第二栅氧层是在不同的步骤中生长的。

优选的，所述第一栅氧层的厚度为6nm～200nm。

上述双多晶结构器件及其制造方法，利用两层不同的多晶硅分别作为高、低压器件的栅极，将高低压器件的热处理、栅氧化层生长等工艺分离，使得高低压器件的参数特性可以独立调整，互不影响。

【附图说明】

图1是本发明双多晶结构器件的示意图。

【具体实施方式】

图1是本发明双多晶结构器件的示意图。双多晶结构器件的制造方法包括以下步骤：

(1)采用本领域技术人员习知的标准工艺在衬底100上形成阱和有源区(图未示)，并热生长场氧层109。

(2)热氧化生长第一栅氧层101。该层是高压器件栅极的氧化层，厚度为6nm～200nm，可以根据高压器件的参数要求进行调整，而不会对低压器件栅极的氧化层造成影响，也就不会对低压器件的性能造成影响。所述高压器件指本领域人员习知的DMOS、IGBT、JFET等击穿电压较高的器件，低压器件指低压CMOS，BJT等击穿电压较低的器件。

(3)淀积第一多晶硅层。在优选的实施方式中，采用低压化学气相淀积(LPCVD)的工艺对该多晶硅进行淀积；在其他实施方式中，也可以采用原子层淀积(ALD)、物理气相淀积(PVD)、等离子增强型化学气相淀积(PECVD)等工艺来实现。