本發(fā)明屬于demos器件構(gòu)造，涉及一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)及制備方法。
背景技術(shù)：
1、bcd工藝是將雙極器件、cmos器件和dmos器件結(jié)合在單一集成電路內(nèi)的一種技術(shù)。它兼具雙極型晶體管的高速和強(qiáng)驅(qū)動能力、cmos晶體管的低功耗和高集成度及dmos晶體管高壓和大電流驅(qū)動等特點(diǎn)?；赾mos平臺，將bcd工藝與標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝融合，可為航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的高性能開關(guān)電源、電源管理、spic、高性能驅(qū)動器等產(chǎn)品提供制造服務(wù)。bcd工藝平臺中，dmos器件可以分為ldmos和demos兩種結(jié)構(gòu)，ldmos器件耐壓高，導(dǎo)通電阻較低，閾值電壓高于cmos器件，可以改變溝道寬度，溝道長度固定，具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。demos器件耐壓高，導(dǎo)通電阻較大，閾值電壓匹配cmos器件，可變溝道寬度和長度。在電路設(shè)計(jì)過程中可以根據(jù)模塊需求進(jìn)行選用。
2、當(dāng)bcd工藝平臺中dmos器件持續(xù)受到電離輻射(如χ射線，γ射線)時(shí)，會產(chǎn)生總劑量輻射效應(yīng)，輻射能量會與器件二氧化硅層價(jià)帶中的電子發(fā)生相互作用，將電子拉至導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生一個(gè)空穴，因?yàn)殡娮拥倪w移率較高，可以很快被復(fù)合或者漂移出二氧化硅層，而空穴聚集在硅-二氧化硅界面附近大約的區(qū)域，產(chǎn)生大量的界面態(tài)和固定電荷，從而導(dǎo)致dmos器件的閾值電壓漂移，泄漏電流增大等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致器件失效。文獻(xiàn)“radiation?effects?in?mos?oxides”(ieee?transactions?on?nuclear?science,vol.55,no.4,august第1838頁)指出，器件閾值漂移量與氧化層厚度的關(guān)系為ta，t為氧化層厚度，a的值一般在1.5到1.8之間，對于小于20nm的氧化層，基本可以忽略總劑量輻射帶來的變化。同時(shí)第1841頁指出，mos器件在輻射后產(chǎn)生的漏電流主要分為兩個(gè)路徑，第一個(gè)是nmos器件源端到漏端的漏電，第二個(gè)是nmos器件的源端到pmos器件n-well(n阱)的漏電，。
3、bcd平臺中l(wèi)dmos器件因?yàn)橥捎铆h(huán)柵的結(jié)構(gòu)，天然阻斷了上述第一個(gè)泄漏電流的通道，具有較高的抗輻射能力。而非對稱的demos采用的條柵結(jié)構(gòu)，同時(shí)存在第一個(gè)漏電通道和第二個(gè)漏電通道，常規(guī)非對稱的demos的p阱內(nèi)由于存在sti厚氧區(qū)域，n型demos器件在經(jīng)過總劑量輻射后，器件中心p阱外的高壓n型有源區(qū)(漏端)連接的n阱和n型外延，與p阱內(nèi)的低壓n型有源區(qū)(源端)形成寄生漏電通道。
4、另外，常規(guī)集成電路工藝為了提高柵氧化效率，在柵氧生長過程中通入dce(二氯乙烯)氣體輔助氧化生長，dce氣體中含有氯元素，氯元素會影響氧元素和硅元素形成共價(jià)鍵，輻射后在柵氧化層內(nèi)引入固定電荷和界面態(tài)，從而影響n型demos器件輻射后的閾值電壓和泄漏電流的變化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中demos器件容易受輻射效應(yīng)影響，導(dǎo)致器件感應(yīng)漏電和閾值電壓漂移的問題，提供一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，調(diào)整n阱、p阱、有源區(qū)和多晶的版圖結(jié)構(gòu)以及通過修改制造過程中柵氧生長的工藝條件，形成抗輻射能力更強(qiáng)的氮氧硅柵介質(zhì)結(jié)構(gòu)，克服了器件感應(yīng)漏電和閾值電壓漂移的問題。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，包括并列形成的p埋和n埋；
4、所述p埋和n埋上方并列形成p阱和n阱；
5、所述p阱內(nèi)部形成p+有源區(qū)和n+低壓有源區(qū)，所述p阱上方依次疊加?xùn)叛趸瘜?、氮氧硅層和多晶硅柵，所述柵氧化層兩?cè)形成有側(cè)墻；
6、所述p阱內(nèi)部的有源區(qū)和多晶硅柵均連接p+有源區(qū)；
7、所述n阱兩側(cè)有sti區(qū)域，n阱內(nèi)部有n+高壓有源區(qū)；
8、所述p阱、sti區(qū)域和多晶硅柵上形成有層間介質(zhì)層。
9、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：
10、所述氮氧硅層是柵氧化層進(jìn)行氮化退火后形成，所述氮氧硅層和柵氧化層構(gòu)成復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
11、所述氮化溫度為850～925℃，時(shí)間為20～30min。
12、所述柵氧化層的厚度為
13、所述側(cè)墻的上端與多晶硅柵的上端平齊。
14、所述層間介質(zhì)層內(nèi)部有金屬。
15、所述p阱內(nèi)部的有源區(qū)與p+有源區(qū)連接處的寬度小于多晶硅柵與p+有源區(qū)連接處的寬度。
16、所述多晶硅柵位于n+低壓有源區(qū)和n+高壓有源區(qū)之間；
17、所述n+高壓有源區(qū)包圍在p阱內(nèi)部。
18、所述p阱內(nèi)部形成sti區(qū)域，所述sti區(qū)域位于p+有源區(qū)和n+低壓有源區(qū)之間。
19、一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：
20、步驟1：在原始硅片上氧化生長二氧化硅層；
21、步驟2：在二氧化硅層上依次光刻n埋和p埋；
22、步驟3：淀積外延層，在外延層上生長二氧化硅和氮化硅；
23、步驟4：通過干法刻蝕形成sti區(qū)域006；
24、步驟5：進(jìn)行p阱光刻和注入，形成p阱，進(jìn)行n阱光刻和注入，形成n阱；
25、步驟6：氧化生成柵氧化層，對柵氧化層進(jìn)行氮化退火后形成氮氧硅柵；
26、步驟7：在氮氧硅柵上淀積多晶，對多晶進(jìn)行光刻，形成多晶硅柵；
27、步驟8：淀積二氧化硅和氮化硅形成側(cè)墻氧化層，對側(cè)墻進(jìn)行刻蝕，形成側(cè)墻；
28、步驟9：進(jìn)行n型光刻和注入，形成n型源漏區(qū)；
29、步驟10：進(jìn)行p型光刻和注入，形成p型源漏區(qū)；
30、步驟11：進(jìn)行demos器件制作工藝的后段工藝流程。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
32、本發(fā)明公開了一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，增加p阱圖形面積，在p阱上方依次疊加?xùn)叛趸瘜印⒌豕鑼雍投嗑Ч钖?，柵氧化層結(jié)構(gòu)變成了氮氧硅層和二氧化硅層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以將原先柵氧層中的si-h鍵和si懸掛鍵轉(zhuǎn)化為更加牢固的si-n鍵，形成氮氧硅，從而提高柵氧的抗輻射能力，同時(shí)，p阱內(nèi)部的有源區(qū)和多晶硅柵均連接p+有源區(qū)，可以將高壓的n型區(qū)域與低壓的n型區(qū)域中間的sti厚氧區(qū)域分割開，輻射后因sti厚氧產(chǎn)生的漏電通道被阻斷，降低了n型demos器件輻射后的漏電水平。
33、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，氮氧硅層是柵氧化進(jìn)行氮化退火后形成，所述氮氧硅層和柵氧化層構(gòu)成復(fù)合層結(jié)構(gòu)，形成氮氧硅，從而提高柵氧的抗輻射能力，降低了漏電的風(fēng)險(xiǎn)。
1.一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括并列形成的p埋(011)和n埋(012)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氮氧硅層(013)是柵氧化層(007)進(jìn)行氮化退火后形成，所述氮氧硅層(013)和柵氧化層(007)構(gòu)成復(fù)合層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氮化溫度為850～925℃，時(shí)間為20～30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵氧化層(007)的厚度為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)墻(008)的上端與多晶硅柵(005)的上端平齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層間介質(zhì)層(009)內(nèi)部有金屬(010)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述p阱(001)內(nèi)部的有源區(qū)與p+有源區(qū)(003)連接處的寬度小于多晶硅柵(005)與p+有源區(qū)(003)連接處的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅柵(005)位于n+低壓有源區(qū)(004)和n+高壓有源區(qū)(004')之間；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述p阱(001)內(nèi)部形成sti區(qū)域(006)，所述sti區(qū)域(006)位于p+有源區(qū)(003)和n+低壓有源區(qū)(004)之間。
10.一種n溝道非對稱demos器件結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：