專利名稱：高壓晶體管的以及整合低壓與高壓晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓晶體管的制造方法及低壓與高壓晶體管的整合制
造方法，且特別是有關(guān)于一種具有雙擴散漏極(double-diffused drain; DDD) 的高壓晶體管的制造方法以及低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管 的整合制造方法。
背景技術(shù)：
一般來說，具有雙擴散漏極的高壓晶體管若要可以忍耐高壓與高速操 作，多半會使用硅化金屬來制造其柵極與/或源極/漏極。但是，就必須要進 一步增加源極/漏極與襯底間的結(jié)的崩潰電壓，因此也必須進一步增加雙擴散 漏極的深結(jié)輕摻雜區(qū)的結(jié)深度。
現(xiàn)有的深結(jié)輕摻雜區(qū)的形成方法不外乎以下三種方法。第一種為直接利
用多晶硅柵極來進行自動對準的高能離子摻雜工藝來形成深結(jié)輕摻雜區(qū)，但
是只依賴多晶硅柵極與其下的柵氧化層的結(jié)構(gòu)沒辦法阻擋高能離子的穿透 而影響晶體管結(jié)構(gòu)及其特性。
若是在多晶硅柵極之上再加一層硬掩模層來進行自動對準的高能離子 摻雜工藝，可以較有效地來保護多晶硅柵極與其下的柵氧化層的結(jié)構(gòu)。但若 是要在柵極之上形成硅化金屬層，則必須先移除多晶硅柵極上的硬掩模層。 由于硬掩模層的材料多為氧化硅或氮化硅，在移除硬掩模層的同時常會造成 對淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的損傷，而影響集成電路的運作。
若是先以其它掩模層來進行高能離子摻雜工藝，再形成柵氧化層與多晶 硅柵極。則掩模層與多晶硅柵極之間可容忍的對準誤差將會影響到半導(dǎo)體工 藝的關(guān)鍵尺寸是否能進一步縮小。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的之一就是提供一種具有雙擴散漏極的高壓晶體管的 制造方法，以與低壓晶體管工藝輕易整合。
依據(jù)本發(fā)明一實施例，先在襯底上依序形成介電層與導(dǎo)電層，然后在導(dǎo) 電層上形成圖案化的光致抗蝕劑。以光致抗蝕劑為蝕刻掩模來蝕刻導(dǎo)電層與 介電層，以在襯底上形成柵極與柵介電層。穩(wěn)定光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)之后，進 行第一離子摻雜工藝，以在柵極兩側(cè)的襯底中分別形成深結(jié)輕摻雜區(qū)。去除 上述的光致抗蝕劑，再形成二間隙壁于柵極的側(cè)壁。接著，進行第二離子摻 雜工藝，以在間隙壁外側(cè)的襯底中分別形成重摻雜區(qū)。其中，第二離子摻雜 工藝的離子摻雜能量小于第一離子摻雜工藝的離子摻雜能量，輕摻雜區(qū)的離 子摻雜濃度小于重摻雜區(qū)的離子摻雜濃度。
依據(jù)本發(fā)明另 一實施例，先在具有低壓元件區(qū)與高壓元件區(qū)的襯底上依 序形成介電層與導(dǎo)電層，然后在導(dǎo)電層上形成圖案化的多個第一光致抗蝕 劑。以第一光致抗蝕劑為蝕刻掩模來蝕刻導(dǎo)電層與介電層，以在低壓元件區(qū) 與高壓元件區(qū)的襯底上形成分別形成第一/第二柵極與第一/第二柵介電層。 穩(wěn)定光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)之后，形成圖案化的第二光致抗蝕劑覆蓋于低壓元件 區(qū)之上，再進行第一離子摻雜工藝，以在第二柵極兩側(cè)的襯底中分別形成深 結(jié)輕摻雜區(qū)。去除第二光致抗蝕劑，再進行第二離子摻雜工藝，以在第一柵 極兩側(cè)的襯底中分別形成輕摻雜漏極。去除第一光致抗蝕劑，然后在第一與 第二^f冊極的側(cè)壁上形成間隙壁。再進行第三離子摻雜工藝，以在間隙壁的外 側(cè)襯底中形成源極/漏極。
按照本發(fā)明，利用定義柵極的原有光致抗蝕劑來作為離子摻雜掩模，在 高壓元件柵極兩側(cè)的襯底中形成深結(jié)的輕摻雜區(qū)，可以有效地保護柵極與柵 介電層的結(jié)構(gòu)。除此之外，在后續(xù)還可以輕松地以一般光致抗蝕劑的移除方 式將光致抗蝕劑移除之而不會損傷淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，因此可以輕+〉地與硅化 金屬工藝整合。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，附
圖的詳細說明如下
圖1A - 1D是繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的一種具有雙擴散漏極的高 壓晶體管的制造流程剖面示意圖。
附圖標記說明
100:襯底 105:低壓元件區(qū)110:高壓元件區(qū) 120a、 120b:柵介電層 130a、 130b:第一光致抗蝕劑
115:淺溝渠隔離結(jié)構(gòu) 125a、 125b:柵極
135:第二光致抗蝕劑 145:深結(jié)輕摻雜區(qū) 155:輕摻雜漏極
140:第一離子摻雜工藝 150:第二離子摻雜工藝 160:間隙壁
165:第三離子4參雜工藝
170a、 170b:源極/漏極
具體實施例方式
請參照圖1A-ID,其繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的一種具有雙擴散 漏極的高壓晶體管的制造流程剖面示意圖。
在圖1A中，在襯底100上具有^f氐壓元件區(qū)105與高壓元件區(qū)110,而 在襯底100中具有淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)115定義出有源區(qū)。先在襯底100上依序 形成介電層與導(dǎo)電層(例如多晶硅層或硅化金屬層)，然后在導(dǎo)電層上形成圖 案化的第一光致抗蝕劑130a、 130b。以第一光致抗蝕劑130a、 130b為蝕刻 掩模來依序蝕刻導(dǎo)電層與介電層，以在襯底IOO上的低壓元件區(qū)105與高壓 元件區(qū)110中分別形成柵極125a、 125b與柵介電層120a、 120b。
接著，穩(wěn)定第一光致抗蝕劑130a、 130b的結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明一實施例， 第一光致抗蝕劑130a、 130b的厚度大于8000埃，而穩(wěn)定第一光致抗蝕劑結(jié) 構(gòu)130a、 130b的方法例如可使用加熱(如約200。C)或照射紫外光的方式來硬 烤第一光致抗蝕劑130a、 130b。
在圖IB中，形成第二光致抗蝕劑135覆蓋低壓元件區(qū)105。然后對高 壓元件區(qū)IIO進行第一離子摻雜工藝140，以在高壓元件的柵極125b兩側(cè)的 襯底100中分別形成深結(jié)輕摻雜區(qū)145。
在圖1C中，移除第二光致抗蝕劑135，全面性進行第二離子摻雜工藝 150，以在低壓元件的柵極125a兩側(cè)的襯底100中分別形成輕摻雜漏極155。
在圖ID中，先去除第一光致抗蝕劑130a、 130b，然后在柵極125a、 125b 的兩側(cè)側(cè)壁上形成間隙壁160。接著，全面性進行第三離子摻雜工藝165, 以分別在4冊極125a、 125b兩側(cè)的襯底100中分別形成源才及/漏極170a、 170b。
上述的各離子摻雜工藝中，離子摻雜能量最大者為第一離子摻雜工藝 140，離子摻雜能量最小者為第二離子摻雜工藝150。上述的第一光致抗蝕劑 130a、 130b以及第二光致抗蝕劑135的去除方法包括氧等離子體灰化法或濕 式剝除法。后續(xù)還可以選擇性地在柵極125a、 125b與/或源極/漏極170a、 170b 之上形成硅化金屬層，以提升晶體管的操作速率。由于硅化金屬層的形成方 法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此不再贅述。
依據(jù)上述的實施例可知，利用定義柵極的原有光致抗蝕劑來作為離子摻 雜掩模，在高壓元件柵極兩側(cè)的襯底中形成深結(jié)的輕摻雜區(qū)，可以有效地保 護柵極與柵介電層的結(jié)構(gòu)。除此之外，在后續(xù)還可以輕*>地以一般光致抗蝕 劑的移除方式將光致抗蝕劑移除之而不會損傷淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，因此可以輕 松地與硅化金屬工藝整合。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動 與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，包括依序形成一介電層與一導(dǎo)電層于一襯底上；形成圖案化的一光致抗蝕劑于該導(dǎo)電層上；蝕刻暴露出的該導(dǎo)電層及其下的該介電層，以形成一柵極與一柵介電層于該襯底上；穩(wěn)定該光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)；進行一第一離子摻雜工藝，以在該柵極兩側(cè)的該襯底中分別形成一深結(jié)輕摻雜區(qū)；去除該光致抗蝕劑；形成二間隙壁于該柵極的側(cè)壁；以及進行一第二離子摻雜工藝，以在該些間隙壁的外側(cè)襯底中形成重摻雜區(qū)，該第二離子摻雜工藝的離子摻雜能量小于該第一離子摻雜工藝的離子摻雜能量，該些深結(jié)輕摻雜區(qū)的離子摻雜濃度小于該些重摻雜區(qū)的離子摻雜濃度。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，其中 穩(wěn)定該光致抗蝕劑的方法包括硬烤。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，其中 該硬烤的方法包括加熱或照射紫外光。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，其中 該光致抗蝕劑的厚度大于8000埃。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，其中 該導(dǎo)電層的材料包括多晶硅或硅化金屬。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，該光 致抗蝕劑的去除方法包括氧等離子體灰化法或濕式剝除法。
7. —種低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管的整合制造方法，包括依序形成一介電層與一導(dǎo)電層于一襯底上，該襯底具有一低壓元件區(qū)與 一高壓元件區(qū)；形成圖案化的至少二第一光致抗蝕劑于該導(dǎo)電層上； 蝕刻暴露出的該導(dǎo)電層及其下的該介電層，以在該低壓元件區(qū)與該高壓 元件區(qū)分別形成一第一與一第二柵極以及一第一與一第二柵介電層于該襯底上；穩(wěn)定該些第 一光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)；形成圖案化的 一第二光致抗蝕劑覆蓋于該低壓元件區(qū)之上；對該高壓元件區(qū)進行一第 一 離子摻雜工藝，以在該第二柵極兩側(cè)的該襯底中分別形成一深結(jié)輕摻雜區(qū)； 去除該第二光致抗蝕劑；進行一第二離子摻雜工藝，以在該第 一柵極兩側(cè)的該襯底中分別形成輕 摻雜漏極；去除該些第 一光致抗蝕劑；形成多個間隙壁于該第 一 與該第二 4冊極的側(cè)壁；以及進行一第三離子摻雜工藝，以在該些間隙壁的外側(cè)襯底中形成源極/漏極。
8. 如權(quán)利要求7所述的低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管的整 合制造方法，其中穩(wěn)定該些第 一光致抗蝕劑的方法包括硬烤。
9. 如權(quán)利要求8所述的低壓晶體管與具有雙擴散漏才及的高壓晶體管的整 合制造方法，其中該硬烤的方法包括加熱或照射紫外光。
10. 如權(quán)利要求7所述的低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管 的整合制造方法，其中該些第一光致抗蝕劑的厚度大于8000埃。
11. 如權(quán)利要求7所述的低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管 的整合制造方法，其中該導(dǎo)電層的材料包括多晶硅或硅化金屬。
12. 如權(quán)利要求7所述的低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管 的整合制造方法，該些第一光致抗蝕劑的去除方法包括氧等離子體灰化法或 濕式剝除法。
全文摘要
一種具有雙擴散漏極的高壓晶體管的制造方法，其優(yōu)點為利用定義柵極圖案的原有光致抗蝕劑來作為定義雙擴散漏極的光致抗蝕劑，而不增加工藝的復(fù)雜度。先在襯底上依序形成介電層與導(dǎo)電層，然后在導(dǎo)電層上形成圖案化的光致抗蝕劑。以光致抗蝕劑為蝕刻掩模來蝕刻導(dǎo)電層與介電層，以在襯底上形成柵極與柵介電層。穩(wěn)定光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)之后，進行第一離子摻雜工藝，以在柵極兩側(cè)的襯底中分別形成深結(jié)輕摻雜區(qū)。去除上述的光致抗蝕劑，再形成二間隙壁于柵極的側(cè)壁。接著，進行第二離子摻雜工藝，以在間隙壁外側(cè)的襯底中分別形成重摻雜區(qū)。本發(fā)明還涉及一種低壓晶體管與具有雙擴散漏極的高壓晶體管的整合制造方法。
文檔編號H01L21/02GK101350307SQ20071013711
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者陳民良 申請人:茂德科技股份有限公司