[发明专利]BCD工艺中的高压MOS晶体管结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及BCD半导体工艺技术，尤其涉及一种BCD工艺中的高压MOS晶体管结构及其制造方法。

背景技术

BCD工艺是一种单片集成工艺技术，这种技术能够在同一芯片上制作Bipolar、CMOS和DMOS器件，简称为BCD工艺。由于BCD工艺综合了以上三种器件各自的优点，这使BCD工艺成为集成电路的主流工艺技术。

BCD工艺可以对于不同的电路选择不同的器件来达到相应电子电路器件的最优化，实现整个电路的低功耗、高集成度、高速度、高驱动能力的要求。BCD工艺是电源管理、显示驱动、汽车电子等IC制造工艺的上佳选择，具有广阔的市场前景。但是BCD工艺中的MOS晶体管耐压不高，这就限制了BCD工艺在一些领域的应用空间。

公开号为CN101111942A的中国专利文献中公开了一种PMOS晶体管及其形成方法，图1示出了该PMOS晶体管的剖面结构图，其以P型掺杂的硅衬底为基础，在其上形成有N型的下外延层(即N型埋层NBL)，在N型埋层NBL上形成有P型的上外延层，之后在P型的上外延层的一部分中形成N阱，保留的另一部分P型上外延层作为P漂移，之后再形成场氧化层100、栅介质层101、栅电极G、源极S和漏极D。此外，所公开的PMOS晶体管结构中，在N阱和N型埋层NBL之间还形成有P型埋层PBL。

但是，以上方法与BCD工艺的兼容性存在以下问题：1、所述PMOS晶体管，其先做N型埋层，然后再在N型埋层中做P型埋层，则P型埋层区域需要将该区域的N型埋层反型后形成，P型埋层形成时需要较高的剂量，在BCD工艺中，如果P型埋层剂量较高的话，在外延时会出现自掺杂现象，而且P型埋层剂量越高，自掺杂现象越明显，该现象会导致外延浓度分布异常，继而导致器件参数异常；2、所述PMOS晶体管，其P漂移区使用P型上外延层，若所述PMOS晶体管用于BCD工艺中，因BCD工艺中外延层的浓度较低，则P漂移区的浓度较低，在进行场氧化层生长时，因氧化层的“吸硼排磷”作用，在P漂移区的场氧化层下方很容易形成N型反型层，导致器件失效。所述以上方法与BCD工艺的兼容性较差，不能很好的应用于BCD工艺中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种BCD工艺中的高压MOS晶体管结构及其制造方法，使其形成过程与BCD工艺相兼容。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种BCD工艺中的高压MOS晶体管的制造方法，包括：

提供第一掺杂类型的半导体衬底，在所述半导体衬底上形成第二掺杂类型的埋层，然后形成第二掺杂类型的半导体层，所述第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；

使用离子注入法在所述半导体层中形成并列的第一掺杂类型的阱和第二掺杂类型的阱；

在所述第一掺杂类型的阱中形成场氧化层；

形成覆盖所述半导体层的栅介质层；

在所述栅介质层和场氧化层上形成栅电极，所述栅电极具有相对的第一侧和第二侧，其中第一侧延伸至所述第二掺杂类型的阱上方的栅介质层上，第二侧延伸至所述场氧化层上；

在所述栅电极第一侧的第二掺杂类型的阱中形成源区，在所述栅电极第二侧的第一掺杂类型的阱中形成漏区。

可选地，所述第一掺杂类型为P型，所述第二掺杂类型为N型。

可选地，所述使用离子注入法形成所述第一掺杂类型的阱和第二掺杂类型的阱包括，使用P阱掩模版定位所述第一掺杂类型的阱的位置并注入硼离子，注入能量为90至110KeV，注入剂量为5E12至5E13/cm²；使用N阱掩模版定位所述第二掺杂类型的阱的位置并注入磷离子，注入能量为70至90KeV，注入剂量为1E12至1E13/cm²。

可选地，所述在所述第一掺杂类型的阱中形成场氧化层包括：

在所述半导体层上形成掩膜层并对其进行图形化，定义出所述场氧化层的图形；

以所述图形化的掩膜层上形成光刻胶层并对其进行图形化，暴露出P阱的区域；

以图形化后的光刻胶层和图形化后的掩膜层为掩膜，对所述半导体层进行氧化，形成所述场氧化层。

可选地，形成所述场氧化层之前还包括：对所述场氧化层的区域进行离子注入，注入离子为P型离子。

可选地，对所述场氧化层的区域进行离子注入中的注入离子为硼离子，注入能量为25至50KeV，注入剂量为5E13至1E14/cm²。