阅读说明：本技术 半导体器件的制造方法及半导体器件 (Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device ) 是由 陈斌 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半导体器件的制造方法及半导体器件,包括：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成深阱、定义有源区及沉积多晶硅；提供第一光刻版,通过第一光刻版对多晶硅进行刻蚀,形成第一注入窗,注入第一导电类型离子,以形成第一导电类型阱,并在第一导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子；提供第二光刻版,通过第二光刻版对多晶硅进行刻蚀,形成第二注入窗,注入第二导电类型离子,以形成第二导电类型阱,并在第二导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子；提供第三光刻版,进行刻蚀以形成接触孔,并透过接触孔在第二导电类型阱中注入高浓度第二导电类型离子；填充接触孔,形成半导体器件。本发明制造半导体器件的工艺,降低了成本。(The invention discloses a manufacturing method of a semiconductor device and the semiconductor device, comprising: providing a semiconductor substrate; forming a deep well on a semiconductor substrate, defining an active region and depositing polycrystalline silicon; providing a first photoetching plate, etching the polycrystalline silicon through the first photoetching plate to form a first injection window, injecting first conductive type ions to form a first conductive type trap, and injecting high-concentration first conductive type ions into the first conductive type trap; providing a second photoetching plate, etching the polycrystalline silicon through the second photoetching plate to form a second injection window, injecting second conductive type ions to form a second conductive type trap, and injecting high-concentration first conductive type ions into the second conductive type trap; providing a third photoetching plate, etching to form a contact hole, and injecting high-concentration second conductive type ions into the second conductive type trap through the contact hole; and filling the contact hole to form the semiconductor device. The process for manufacturing the semiconductor device reduces the cost.)

半导体器件的制造方法及半导体器件

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种半导体器件的制造方法及半导体器件。

背景技术

BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺是一种能够将Bipolar、CMOS和DMOS器件同时集成在单芯片上的集成工艺技术。

横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal OxideSemiconductor，LDMOS)器件，作为BCD工艺中的高压横向半导体器件，是一种轻掺杂的MOS器件，具有良好的热稳定性和频率稳定性、高的增益和耐久性、低的反馈电容和电阻，一般作为后续模块的驱动器件，是BCD工艺设计中最关键的部分。

如图1所示，图1绘示了制造LDMOS器件的传统BCD工艺，如图1所示，包括如下步骤：

形成深N阱(Deep N Well，DNW)，以构成LDMOS器件的漂移区；

定义有源区(Active Area，AA)；

形成器件多晶栅(GT)，以形成栅极；

形成N阱(NW)及P阱(PW),以构成器件的低压阱区；

形成N+注入区(SN)及P+注入区(SP)，以构成源漏区；

形成接触孔(CT)。

由上可知，制造LDMOS器件的BCD传统工艺，至少需要8层光刻，而通常BCD工艺以光刻层的数量衡量工艺成本，因此降低光刻层数量有利于控制工艺成本和提高效率。

发明内容

鉴于上述，本发明的一方面提出了一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成深阱、定义有源区及沉积多晶硅；

提供第一光刻版，通过所述第一光刻版对所述多晶硅进行刻蚀，形成第一注入窗；

通过所述第一注入窗注入第一导电类型离子，以形成第一导电类型阱，并在所述第一导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，以形成漏区；

提供第二光刻版，通过所述第二光刻版对所述多晶硅进行刻蚀，形成第二注入窗；

通过所述第二注入窗中注入所述第二导电类型离子，以形成第二导电类型阱，并在所述第二导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，以形成源区；

提供第三光刻版，用以对所述源区、所述漏区进行刻蚀以形成接触孔，并透过所述接触孔在所述第二导电类型阱中注入高浓度第二导电类型离子；

填充所述接触孔，以形成所述半导体器件。

在一实施例中，通过第一注入窗中注入第一导电类型离子，或/和，通过所述第二注入窗中注入所述第二导电类型离子，注入的角度为15°～65°。

在一实施例中，通过第一注入窗中注入第一导电类型离子，或/和，通过所述第二注入窗中注入所述第二导电类型离子，注入的能量为60KeV～800KeV。

在一实施例中，在所述第二导电类型阱中注入高浓度第二导电类型离子的注入剂量的数量级，小于在所述第二导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子的注入剂量的数量级。

在一实施例中，在所述第一导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，或/和，在所述第二导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，注入剂量为5E15～5E16。

在一实施例中，在所述第二导电类型阱中注入高浓度第二导电类型离子，注入剂量为5E14～5E15。

在一实施例中，所述深阱为深N阱、第一导电类型阱为N阱、第二导电类型阱为P阱。

在一实施例中，第一光刻版为N阱光刻版、第二光刻版为P阱光刻版。

在一实施例中，所述第三光刻版为接触孔光刻版。

本发明的另一方面提出了一种半导体器件，采用上述的任一项所述的制造方法制造而成。

本发明所提出的一种半导体器件的制造方法及半导体器件，相对于传统BCD工艺，减少了光刻版数量，降低了工艺和制造成本，从而降低了半导体器件的开发成本。

附图说明

图1绘示了制造LDMOS器件的传统BCD工艺；

图2绘示了本发明一实施例的半导体器件的制造方法的流程示意图；以及

图3-12绘示了图2所示的半导体器件的制造方法所涉及的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。

本发明的一实施方式中，提出了一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底；

在半导体衬底上形成深阱、定义有源区及沉积多晶硅；

提供第一光刻版，通过第一光刻版对多晶硅进行刻蚀，形成第一注入窗；

通过所述第一注入窗注入第一导电类型离子，以形成第一导电类型阱，并在第一导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，以形成漏区；

提供第二光刻版，通过第二光刻版对多晶硅进行刻蚀，形成第二注入窗；

通过所述第二注入窗注入第二导电类型离子，以形成第二导电类型阱，并在第二导电类型阱中注入高浓度第一导电类型离子，以形成源区；

提供第三光刻版，用以对源区、漏区进行刻蚀以形成接触孔，并在第二导电类型阱中注入高浓度第二导电类型离子；

填充接触孔，形成半导体器件。

下面将以N型横向扩散金属氧化物半导体(NLDMOS)为例详细阐述本发明半导体器件制造方法，本领域普通技术人员可以根据本发明的教导，得到相应的其他半导体器件的制造方法。

请参考图2-11，图2绘示了本发明的一实施例的半导体器件的制造方法的流程示意图，图3-12绘示了图2所示的半导体器件的制造方法所涉及的结构示意图。

首先，在步骤201中，提供半导体衬底11，在本实施例中，可以是P型衬底(PSUB)。

然后，在步骤202中，在半导体衬底11上形成深阱12、定义有源区及沉积多晶硅13，如图3所示。

具体而言，在半导体衬底11上，通过深阱光刻版(DW mask)进行光刻以形成深阱12，并采用有源区光刻版(AA mask)进行光刻，定义出相应的有源区，再沉积多晶硅13。

在本实施例中，深阱光刻版可以是深N阱光刻版(DNW mask)。

之后，在步骤203中，提供第一光刻版21，通过第一光刻版21对多晶硅13进行刻蚀，形成第一注入窗A1(如图5所示)。

具体而言，在本实施例中，第一光刻版为N阱光刻版(NW mask)，并在多晶硅13上涂布光刻胶(Photoresist)31，然后对光刻胶31进行曝光显影，形成第一光刻板21的图案，如图4所示，并对多晶硅13进行刻蚀，形成第一注入窗A1。

继而，在步骤204中，通过第一注入窗A1注入第一导电类型离子，以形成第一导电类型阱14，并在第一导电类型阱14中注入高浓度第一导电类型离子，以形成漏区15。

在本实施例中，第一导电类型设为N型，通过第一注入窗A1注入的是N型离子，比如磷离子，注入的角度为大角度注入，比如15°～65°，注入能量的范围为60KeV～800KeV，从而形成N阱(NW),如图5所示。并注入高浓度的第一导电类型离子，即注入N+离子(SN)，注入剂量的范围为5E15～5E16，如图6所示，以形成漏区15。

接着，在步骤205中，提供第二光刻版22，通过第二光刻版22对多晶硅13进行刻蚀，并形成第二注入窗A2。

具体而言，在本实施例中，第二光刻版22为P阱光刻版(PW mask)，并在多晶硅13上涂布光刻胶32，以保护漏区，进行刻蚀，形成第二注入窗A2，如图7所示。

然后，在步骤206中，通过第二注入窗A2注入第二导电类型离子，以形成第二导电类型阱16，并在第二导电类型阱16中注入高浓度第一导电类型离子，以形成源区17。

在本实施例中，第二导电类型为P型,通过第二注入窗A2注入的是P型离子，比如硼离子，注入的角度也可以为大角度注入，比如15°～65°，注入能量的范围为60KeV～800KeV，从而形成P阱(PW),如图8所示。同样可以大角度、沿着光刻胶32侧壁注入高浓度的第一导电类型离子，注入剂量的范围为5E15～5E16，即注入N+离子(SN)，以形成源区17，如图9所示。

之后，在步骤207中，提供第三光刻版23，用以对源区17、漏区15进行刻蚀以形成接触孔CT，并在第二导电类型阱16中注入高浓度第二导电类型离子。

在本实施例中，第三光刻版23为接触孔光刻版(CT mask)，涂布上光刻胶33，进行刻蚀，形成接触孔CT，如图10所示，并透过接触孔CT在P阱中注入高浓度第二导电类型离子，即注入P+离子(SP)，如图11所示。

需要说明的是，在第二导电类型阱16中注入高浓度第二导电类型离子的注入剂量的数量级，小于在第二导电类型阱16中注入高浓度第一导电类型离子的注入剂量的数量级，即，在P阱里，注入的P+离子的剂量的数量级，小于注入的N+离子的剂量的数量级，本实施例中，注入P+的剂量为5E14～5E15。由于P+剂量小N+剂量一个数量级，因此P阱中有N+和P+同时注入的区域仍表现为N+区域。

最后，在步骤208中，填充接触孔，即添加电连接结构，从而形成最终的半导体器件。

如图12所示，本实施例中，形成的半导体器件包括源区17、漏区15、多晶栅19及体区(SP)18。

由上可知，本实施例中，制造NLDMOS器件，只需要5层光刻，即，只需要深阱光刻版、有源区光刻版、N阱光刻版、P阱光刻版、接触孔光刻版，总共5块光刻版，相对于传统BCD工艺，减少了3块光刻版，降低了工艺和制造成本，从而降低了半导体器件的开发成本。

上述制造过程中，以NLDMOS为例，但对于PLDMOS也同样适用，即，此时，可以将第一导电类型设为P型，第二导电类型设为N型，相关工艺做适应性调整即可。

在本发明的另一实施例中，一种半导体器件，采用上述制造方法制造而成，如图12所示，半导体器件包括源区17、漏区15、多晶栅19及体区(SP)18。

本发明所提出的一种半导体器件的制造方法及半导体器件，相对于传统BCD工艺，减少了光刻版数量，降低了工艺和制造成本，从而降低了半导体器件的开发成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。