[发明专利]一种高密度亚微米高压BCD半导体器件及其工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种高密度亚微米高压BCD半导体器件及其工艺方法。

背景技术

BCD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双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor），CMOS和DMOS器件。BCD工艺不仅综合了双极型器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗的优点，而且集成进了开关速度很快的DMOS功率器件。由于DMOS同时具有高速高耐压特性，因而用BCD工艺制造的电源管理芯片能工作在高压和较高的频率下，是制造高性能开关电源芯片的理想工艺。采用BCD工艺制造的单片集成芯片还可以提高系统性能，节省电路的封装费用，并具有更好的可靠性。BCD工艺的主要应用领域为电源管理（电源和电池控制）、显示驱动，汽车电子、工业控制等领域。由于BCD工艺的应用领域的不断扩大，对BCD工艺的要求也越来越高，其中，不断提高BCD工艺的集成密度是BCD技术发展的重要的方向。

由于目前应用市场对高压IC有了越来越多的功能需求，如多种控制功能集成，变频，过压/过流/过热保护，智能自检/恢复等等，高压IC中的低压逻辑部分的面积也变得越来越大，对高压BCD工艺的集成密度也提出了很高的要求，即高压，同时满足小尺寸高密度，该要求成为BCD工艺技术新方向。因此，如何形成高密度亚微米高压的BCD半导体器件成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种高密度亚微米高压BCD半导体工艺方法及其集成器件，以解决应用市场对高压IC越来越多的功能需求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高密度亚微米高压BCD半导体工艺集成的器件，该器件包括：超高压LDMOS、中压NLDMOS、中压FDPMOS、高压JFET、低压NMOS、低压PMOS、齐纳二极管、多晶电阻、PIP电容、双极晶体管NPN管以及双极晶体管PNP管，所述高密度亚微米高压BCD半导体器件直接做在P型衬底上，所述超高压LDMOS的源极和栅极沿漏极中心对称。

进一步地，所述超高压LDMOS1的P型衬底上覆盖有高压厚场氧化层以及低压场氧层，所述高压厚场氧化层上覆盖有多晶场板，所述低压场氧层上部分覆盖有所述多晶场板以及多晶栅极。

进一步地，所述中压NLDMOS2包括P型体区以及N型源漏区，所述P型体区以及N型源漏区均在线形掺杂N阱内，所述P型体区内具有P型源漏区，所述N型源漏区下具有N型轻掺杂漏区。

进一步地，所述中压FDPMOS3具有两个所述P型体区，所述P型体区在线形掺杂N阱内，所述P型体区内包括所述P型源漏区以及部分低压场氧化层，两个所述低压场氧化层之间覆盖有多晶栅极。

进一步地，所述中压NLDMOS与所述中压FDPMOS之间具有P型深隔离结构。

进一步地，所述高压JFET具有的N型源漏区作为源极、P型体区形成的栅极以及N型源漏区形成的漏极均在线形掺杂N阱内，所述P型体区形成的栅极由P型源漏区引出并与N型源漏区形成的漏极之间具有高压厚场氧化层，所述高压厚场氧上覆盖有所述多晶场板。

进一步地，所述中压FDPMOS与所述高压JFET之间具有所述P型深隔离结构。

进一步地，所述低压NMOS与所述低压PMOS之间具有所述低压场氧化层104。

进一步地，所述多晶电阻以及所述PIP电容均在所述高压厚场氧化层上。

进一步地，所述双极晶体管NPN管以及所述双极晶体管PNP管之间具有所述P型深隔离结构，并且所述P型深隔离结构上覆盖有所述高压厚场氧化层。

本发明还提供了一种制造高密度亚微米高压BCD半导体器件的工艺方法，包括如下步骤：在P型硅衬底上形成N阱；在P型硅衬底上形成P型深隔离结构；形成小角度高压厚场氧化层；形成低压场氧化层；形成高压栅极；形成高压P型体区，用高压栅极自对准形成高压LDMOS体区；形成低压CMOS的P阱，做所述低压CMOS的P阱的光刻，注入形成低压NMOS的P阱；形成低压栅极；形成N型轻掺杂漏区；形成P型轻掺杂漏区；形成N型源漏区；形成P型源漏区；形成硅化钛硅化物阻挡区；形成接触孔；形成第一层金属；形成金属互连通孔；形成顶层金属。

进一步地，高压LDMOS区域光刻图形采用不等宽不等间距的N阱光刻胶线条，推进后形成由漏端有浓到淡的线形变掺杂N阱。

进一步地，在P型硅衬底上形成P型深隔离结构的工艺包括做PISO光刻，注入硼，去胶以及热扩散推进。