CN103367149B - Ldmos晶体管的场氧化层隔离结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构，其场氧化层与场极板接触部分的上翘点不在鸟嘴位置，而是横向延伸至场氧化层内。本发明还公开了该场氧化层隔离结构的制备方法，在场氧化层生长后，栅极氧化层生长前，进行以下步骤：1)用硬掩膜覆盖非场极板区域；2)炉管成长氧化层；3)同向刻蚀，在有源区和场氧区同时向下和侧向刻去厚度为牺牲氧化层厚度的氧化层；4)刻蚀除去硬掩膜。本发明通过改变场氧化层的结构，使场极板的水平部分向场氧化层内伸展，增强了场极板对鸟嘴区电场的抑制作用，同时分离了场极板和有源区在鸟嘴附近的大曲率点，使两强电场间的相互作用减小，从而降低了鸟嘴区的电场强度，提高了器件的耐压能力。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构及其制备方法。
背景技术
在现有的采用LOCOS(Local oxidation of silicon，硅的局部氧化)工艺的LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)晶体管中，通常采用场极板来降低电场、提高电压，如图1所示，场板由多晶栅延长跨上场氧化层(Field Oxide，FOX，简称场氧)。这样的场极板在场氧的“鸟嘴”(bird’s beak)位置处就开始向上抬起，由于AA(Active Area，有源区)硅区和场极板在“鸟嘴”处都具有较大的曲率，各自形成高电场，且两高电场在同一位置，导致LDMOS晶体管的耐压能力降低；另外，由于场极板在“鸟嘴”处就向上翘起，与硅强场区距离加大，导致场极板的作用减弱，也使得电场不能得到有效抑制。因此，在以LOCOS为场隔离结构的LDMOS管中，“鸟嘴”区域的电场强度往往是最强的，最容易被击穿，要提高LDMOS管的耐压能力，就必须有效降低“鸟嘴”区域的峰值电场。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构的制备方法，它可以提高LDMOS晶体管的耐压能力。
为解决上述技术问题，本发明的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构的制备方法，在用常规LOCOS工艺生长场氧化层后，进行栅极氧化层的生长前，通过以下工艺步骤来改善场氧化层的结构：
1)用硬掩膜覆盖非场极板区域；
2)炉管成长牺牲氧化层；
3)同向刻蚀，在有源区和场氧区同时向下和向侧向刻去厚度为牺牲氧化层厚度的氧化层；
4)刻蚀除去硬掩膜。
步骤2)中，所述牺牲氧化层的厚度为
本发明要解决的另一技术问题是提供用上述方法制备的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构。
为解决上述技术问题，本发明的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构，其场氧化层与场极板接触部分的上翘点向场氧化层方向横向偏离鸟嘴位置。
本发明通过改变场氧化层的结构，使场极板的水平部分得以向场氧化层内伸展，从而一方面增强了场极板对LOCOS“鸟嘴”区域电场的抑制作用，另一方面场极板和AA硅区在“鸟嘴”附近的大曲率强电场点的分离，使两强电场间的相互作用减小，从而降低了“鸟嘴”区的电场强度，达到了提高LDMOS器件耐压能力的目的。
附图说明
图1是现有的采用LOCOS场隔离结构的LDMOS晶体管的结构示意图。
图2是本发明实施例的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构的制备方法示意图。
图3是在图2基础上，用现有工艺继续进行LDMOS晶体管的制备，最终得到的LDMOS晶体管的结构示意图。
具体实施方式
为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：
本实施例的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构，其制备工艺步骤如下：
步骤1，用常规的LOCOS工艺，在P型硅衬底上生长场氧化层，场氧化层的厚度为 如图2(a)所示。
步骤2，淀积的氮化硅作为硬掩膜，然后用光刻胶定义出场极板区域，接着用干法刻蚀方法刻掉场极板区域的氮化硅硬掩膜，最后去除光刻胶，如图2(b)所示。
步骤3，用炉管生长一层左右的牺牲氧化层，如图2(c)所示。这步氧化层生长主要发生在AA区，因为在场氧区，原来的氧化层已经很厚了，所以这步中氧化层生长很少，几乎不生长。
步骤4，在酸槽内进行同向刻蚀(刻蚀液为4.6％的氢氟酸，刻蚀速率为/分钟)，在AA区和场氧区同时向下和向侧向刻去左右的氧化层，如图2(d)所示。由于在步骤3中，场氧区几乎没有生长氧化层，但在刻蚀过程中，场氧化层仍会同时被刻蚀，因此从图2(d)中可以看到，刻蚀后，场氧化层的上翘点将水平右移。
步骤5，干法刻蚀掉硬掩膜，如图2(e)所示。
后续用常规的0.35μm的工艺继续进行栅极氧化层(gate oxide)生长和多晶硅淀积，并通过刻蚀形成多晶硅栅和场极板，最终制备得到的LDMOS晶体管如图3所示，从图中可以看到，场极板的上翘点向场氧区方向发生了水平横向延伸。
Claims (6)
1.鸟嘴和场极板上翘点分离的LDMOS晶体管场氧化层隔离结构的制备方法，其特征在于，在生长完场氧化层后，生长栅极氧化层前，包括有以下工艺步骤：
1)用硬掩膜覆盖漏区和场氧上的非场极板区域；
2)炉管成长牺牲氧化层；
3)同向刻蚀，在有源区和场氧区同时向下和向侧向刻去厚度为牺牲氧化层厚度的氧化层；
4)刻蚀除去硬掩膜；
所述场氧化层的厚度为所述牺牲氧化层的厚度为
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)，所述硬掩膜为氮化硅，厚度为
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲氧化层的厚度为
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)，刻蚀液为4.6％的氢氟酸，刻蚀速率为/分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)，采用干法刻蚀方法。
6.用权利要求1所述方法制备的LDMOS晶体管的场氧化层隔离结构，其特征在于，场氧化层与场极板接触部分的上翘点向场氧化层方向横向偏离鸟嘴位置。
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