專利名稱：一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體分立器件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種溝槽半導(dǎo)體功率分立器件的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，功率MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)已廣泛應(yīng)用于各類電子、通訊產(chǎn)品中，同時(shí)，其在工業(yè)上也有多種應(yīng)用。功率MOSFET所代表的功率半導(dǎo)體器件，由于導(dǎo)通電阻低且可高速開關(guān)，所以其可有效地控制高頻大電流。同時(shí)，功率MOSFET作為小型功率轉(zhuǎn)換元件正被廣泛地利用在例如功率放大器、功率轉(zhuǎn)換器、低噪音放大器以及一些個(gè)人計(jì)算機(jī)的電源部分開關(guān)、電源電路，其特點(diǎn)是低功耗、速度快。溝槽型功率M0SFET，因其具有結(jié)構(gòu)上的高效以及導(dǎo)通電阻特性低的優(yōu)點(diǎn)，其作為電源控制用電子器件被廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)有的溝槽型功率MOSFET的設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域中，MOSFET的基區(qū)和源區(qū)是各自都需要基區(qū)掩模和源區(qū)掩模步驟引入的，而有些之前提出的，如公開了的美國(guó)專利文獻(xiàn) US07799642, US20090085074, US20110233666，US20110233667 等，試圖省略基區(qū)或源區(qū)掩模步驟的制造方法，其步驟較為復(fù)雜，不易生成，而且制造的半導(dǎo)體器件的終端(termination)結(jié)構(gòu)不好，以至器件的擊穿電壓和可靠性也相對(duì)較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了 一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其較之前的溝槽型分立器件制造方法步驟少，省略了基區(qū)或源區(qū)掩模步驟，降低了溝槽型分立器件的制造成本，而且不影響溝槽型分立器件的電氣性能，質(zhì)量和可靠性，進(jìn)而提高了半導(dǎo)體器件的性能價(jià)格比。本發(fā)明可用于制備12V至1200V的溝槽半導(dǎo)體功率分立器件。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，包括以下步驟:(I)利用溝槽掩模對(duì)襯底上的外延層進(jìn)行侵蝕而形成多個(gè)柵極溝槽；(2)在外延層表面沉積層間介質(zhì)，再利用接觸孔掩模，對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行侵蝕，在層間介質(zhì)中形成開孔，然后注入P型和N型摻雜劑，分別形成P型基區(qū)和N型源區(qū)，之后對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕形成接觸溝槽，并對(duì)接觸溝槽進(jìn)行金屬插塞填充；(3)在器件的表面沉積金屬層，利用金屬掩模進(jìn)行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。進(jìn)一步，所述步驟(I)包括以下步驟:a、在外延層的上面形成氧化層，在氧化層上積淀光刻涂層，并通過溝槽掩模暴露出部分氧化層，對(duì)暴露出的部分氧化層進(jìn)行干蝕，直至暴露出外延層，形成開孔，然后清除掉光刻涂層；b、通過刻蝕形成溝槽，該溝槽延伸至外延層，對(duì)溝槽進(jìn)行犧牲性氧化，然后清除掉所有氧化層；C、在溝槽暴露著的側(cè)壁和底部，以及外延層的表面形成柵極氧化層，再在溝槽中沉積N型高摻雜劑的多晶硅，以填充溝槽并覆蓋頂面；d、對(duì)在外延層表面上的多晶硅層進(jìn)行平面腐蝕處理或化學(xué)機(jī)械拋光。進(jìn)一步，所述步驟(I)的特征在于，在步驟c中，是通過熱生長(zhǎng)的方式，在溝槽暴露著的側(cè)壁和底部，以及外延層的上表面形成柵極氧化層。進(jìn)一步，所述步驟(2)包括以下步驟:a、在最頂層表面沉積層間介質(zhì)；b、在層間介質(zhì)表面積淀光刻涂層，利用接觸孔掩模暴露出部分層間介質(zhì)，然后對(duì)暴露出的部分層間介質(zhì)進(jìn)行干蝕，直至暴露出外延層，在層間介質(zhì)中形成多個(gè)接觸孔掩模開孔，然后清除掉光刻涂層；C、在表面注入P型摻雜劑，有層間介質(zhì)覆蓋的部分沒有被注入，沒有層間介質(zhì)覆蓋的部分，P型摻雜劑會(huì)注入到外延層表面上，并通過一次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)將P型摻雜劑推進(jìn)擴(kuò)散到外延層中形成P型基區(qū)；d、在表面注入N型摻雜劑，有層間介質(zhì)覆蓋的部分沒有被注入，沒有層間介質(zhì)覆蓋的部分，N型摻雜劑會(huì)注入到外延層表面上，并通過二次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)將N型摻雜劑推進(jìn)擴(kuò)散到P型基區(qū)中形成N型源區(qū)；e、通過層間介質(zhì)開孔，對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕，形成接觸孔溝槽，接觸孔溝槽穿過N型源區(qū)進(jìn)入到P型基區(qū)中，之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑；f、在接觸孔溝槽側(cè)壁、底部以及層間介質(zhì)表面上依次沉積一層鈦層和一層氮化鈦層，再對(duì)接觸孔溝槽進(jìn)行鎢填充以形成溝槽金屬插塞。進(jìn)一步，所述步驟(2)的特征在于，在步驟a中，在最頂層表面依次沉積無(wú)摻雜二氧化硅和硼磷玻璃形成層間介質(zhì)。進(jìn)一步，所述步驟(2)的特征在于，在步驟b中，所述的多個(gè)接觸孔掩模的開孔寬
度是全都一樣大小。進(jìn)一步，所述步驟(2)的特征在于，在步驟b中，所述的接觸孔掩模開孔寬度不是全都一樣大小，寬度范圍是0.2um至1.6um。進(jìn)一步，所述步驟(2)的特征在于，所述一次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)溫度為950至1200°C，時(shí)間為10分鐘至1000分鐘，所述二次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)溫度為950至1200°C，時(shí)間為10分鐘至100分鐘。進(jìn)一步，所述步驟(2)在本發(fā)明的一種變型(embodiment)中包括以下步驟:在步驟e中，在刻蝕接觸孔溝槽前，先沉淀一層氧化層，然后對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除掉開孔里的氧化層，暴露出開孔里的外延層；之后刻蝕接觸孔溝槽，其他步驟與所述步驟(2)相同，這步驟的好處是使從接觸孔溝槽注入的P型高摻雜劑不靠近溝槽側(cè)壁(器件的溝道)。進(jìn)一步，所述步驟(2)在本發(fā)明的一種變型(embodiment)中包括以下步驟:在步驟e中，接觸孔掩模開孔的寬度不是全都一樣大小，在刻蝕接觸孔溝槽前，先沉淀一層氧化層并把在層間介質(zhì)中的至少一個(gè)接觸孔掩模開孔封上，封上的開孔寬度可以是0.2um或0.3um或0.4um或0.5um或0.6um不等,視制備方法而定,這步驟的好處是使那些被封上的接觸孔開孔沒有金屬插塞在其中，也沒有形成接觸孔溝槽；然后對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除掉沒有被封上的接觸孔開孔里的氧化層，暴露出開孔里的外延層；之后刻蝕接觸孔溝槽，其他步驟與所述步驟(2)相同。進(jìn)一步，所述步驟(2)在本發(fā)明的一種變型(embodiment)中包括以下步驟:在步驟d中，接觸孔掩模開孔的寬度不是全都一樣大小，在表面注入N型摻雜劑前，先沉淀一層氧化層并把在層間介質(zhì)中的至少一個(gè)接觸孔掩模開孔封上，封上的開孔寬度可以是0.2um或0.3um或0.4um或0.5um或0.6um不等,視制備方法而定,這步驟的好處是使那些被封上的接觸孔開孔沒有被N型摻雜劑注入和沒有金屬插塞在其中，也沒有形成接觸孔溝槽；然后對(duì)表面注入N型摻雜劑，這時(shí)N型摻雜劑只能注入那些未被封上的開孔，其他步驟與所述步驟(2)相同。進(jìn)一步，所述步驟(3)中的金屬層為鋁銅合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明的制備方法，省略了基區(qū)掩模和源區(qū)掩模的制備工序，使器件的制造成本得到了較大的降低；同時(shí)不會(huì)影響器件原有的電氣特性，從而增加了器件的性能價(jià)格t匕，而且不影響溝槽型功率分立器件的質(zhì)量和可靠性。


附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，在附圖中:圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的暴露氧化層示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的暴露外延層示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的溝槽示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的犧牲性氧化層示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)溝槽進(jìn)行犧牲性氧化處理后示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的柵極氧化層示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的沉積高摻雜的多晶硅示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例1的進(jìn)行平面處理后示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例1的在表面生成一層氧化層示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例1的層間介質(zhì)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例1的接觸孔掩模示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例1的接觸孔掩模在層間介質(zhì)中形成開孔示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例1的注入P型摻雜劑示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例1的P型基區(qū)示意圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例1的注入N型摻雜劑示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例1的N型源區(qū)示意圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑后示意圖18是本發(fā)明實(shí)施例1的金屬插塞示意圖；圖19是本發(fā)明實(shí)施例1的銅鋁合金層示意圖；圖20是本發(fā)明實(shí)施例2的沉積一層氧化層示意圖；圖21是本發(fā)明實(shí)施例2的清除接觸孔掩模的開孔上的氧化層后示意圖；圖22是本發(fā)明實(shí)施例2的對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑后示意圖；圖23是本發(fā)明實(shí)施例2的銅鋁合金層示意圖；圖24是本發(fā)明實(shí)施例3的對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑后示意圖；圖25是本發(fā)明實(shí)施例3的銅鋁合金層示意圖；圖26是本發(fā)明實(shí)施例4的銅鋁合金層示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，包括以下步驟:首先利用溝槽掩模對(duì)襯底上的外延層進(jìn)行侵蝕而形成多個(gè)柵極溝槽；然后，在外延層表面沉積層間介質(zhì)，再利用接觸孔掩模，對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行侵蝕，在層間介質(zhì)中形成開孔，然后注入P型和N型摻雜劑，分別形成P型基區(qū)和N型源區(qū)，之后對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕形成接觸溝槽，并對(duì)接觸溝槽進(jìn)行金屬插塞填充；最后，在器件的表面沉積金屬層，利用金屬掩模進(jìn)行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。實(shí)施例1:如圖1所示，外延層置于襯底的上方，首先在外延層的上面采用積淀或熱生長(zhǎng)方式形成氧化層(厚度為0.3um至1.5um的氧化物硬光罩)，在氧化層上再積淀一層光刻涂層，然后通過溝槽掩模形成圖案暴露出氧化層的一些部分。如圖2所示，對(duì)溝槽掩模形成圖案暴露出的氧化層進(jìn)行干蝕后，暴露出外延層，然后清除掉光刻涂層。如圖3所示,通過蝕刻形成溝槽(深度為1.0um至7.0um,寬度為0.2um至2.0um),
該溝槽延伸至N型外延層。如圖4所示，在形成溝槽后，對(duì)溝槽進(jìn)行犧牲性氧化(時(shí)間為10分鐘至100分鐘，溫度為1000°C至1200°C )，以消除在開槽過程中被等離子破壞的硅層。如圖5所示，清除掉所有氧化層如圖6所示，通過熱生長(zhǎng)的方式，在溝槽暴露著的側(cè)壁和底部，和外延層的上表面形成一層薄的柵極氧化層(厚度為0.02um至0.12um)。如圖7所示，在溝槽中沉積N型高摻雜的多晶硅，多晶硅摻雜濃度為Rs = 5 Ω / 口至100 Ω/口(方阻)，以填充溝槽并覆蓋頂面。如圖8所示，接著對(duì)在外延層表面上的多晶硅層進(jìn)行平面腐蝕處理或化學(xué)機(jī)械拋光。如圖9所示，生成一層薄的氧化層，如圖10所示，在外延層最表面上先沉積無(wú)摻雜二氧化硅層(厚度為0.1um至
0.5um),然后沉積硼磷玻璃(厚度為0.1um至0.8um)形成層間介質(zhì)。
如圖11所示，在層間介質(zhì)上積淀一層光刻涂層，然后通過接觸孔掩模形成圖案暴露出氧化層的一些部分。如圖12所示，對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行浸蝕以形成接觸孔掩模的開孔(寬度為0.2um至
1.6um) ο如圖13所示，向外延層注入P型摻雜劑(硼，劑量為8el2/cm3至2el4/cm3)，在外延層上形成P型區(qū)。如圖14所示，通過一次高溫?cái)U(kuò)散處理，溫度為950至1200°C，時(shí)間為10分鐘至1000分鐘，使P型基區(qū)推進(jìn)擴(kuò)散到外延層中，(深度為0.5um至4um)。如圖15所示,再向外延層注入N型摻雜劑(磷或砷,劑量為lel5/cm3至2el6/cm3),在外延層上形成N型區(qū)。如圖16所示，通過二次高溫?cái)U(kuò)散處理，溫度為950至1200°C，時(shí)間為10分鐘至100分鐘，使N型區(qū)推進(jìn)擴(kuò)散到P型基區(qū)形成N型源區(qū)(N型源區(qū)深度為0.2um至0.Sum, P型基區(qū)深度為0.5um至4.5um)。如圖17所示，通過接觸孔掩模，對(duì)含有摻雜劑的外延層進(jìn)行浸蝕，使接觸溝槽(深度為0.4um至1.0um,寬度為0.2um至1.6um)穿過源區(qū)進(jìn)入到P型基區(qū)。之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑(雜劑濃度為IO14 M 5X IO1Vcm3)以減少P型基區(qū)與金屬插塞間的接觸電阻，這有效地增加器件的安全使用區(qū)。如圖18所示，對(duì)接觸溝槽的側(cè)壁、底部以及外延層上表面沉積一層鈦/氮化鈦層，再對(duì)接觸溝槽進(jìn)行鎢填充以形成溝槽插塞。如圖19所不,在該器件的表面沉積一層招銅合金(厚度為0.8um至IOum),然后通過金屬掩模進(jìn)行金屬浸蝕，形成金屬墊層和連線。實(shí)施例2:為本發(fā)明的一種變型(embodiment)。步驟與實(shí)施例1由圖1至圖17相同，然后:如圖20所示，沉淀一層LPCVD氧化層。如圖21所示，然后對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除開孔上的氧化層，暴露出層間介質(zhì)開孔上的外延層。如圖22所示，通過層間介質(zhì)開孔，對(duì)含有摻雜劑的外延層進(jìn)行浸蝕，使接觸孔溝槽(深度為0.4um至1.0um,寬度為0.2um至1.2um)穿過N型源區(qū)進(jìn)入到P型基區(qū)，之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑(雜劑濃度為IO14至5X IO1Vcm3)以減少P型基區(qū)與金屬插塞間的接觸電阻，這有效地增加器件的安全使用區(qū)。如圖23所示，對(duì)接觸溝槽的側(cè)壁、底部以及外延層上表面沉積一層鈦/氮化鈦層，再對(duì)接觸孔溝槽進(jìn)行鎢填充以形成溝槽插塞，然后在該器件的表面沉積一層鋁銅合金(厚度為0.8um至IOum)，然后通過金屬掩模進(jìn)行金屬浸蝕，形成金屬墊層和連線。實(shí)施例2的好處是使從接觸孔溝槽注入的P型高摻雜劑相對(duì)實(shí)施例1不靠近溝槽側(cè)壁(器件的溝道)。實(shí)施例3:為本發(fā)明的一種變型。步驟與實(shí)施例1由圖1至圖17相同，然后:
如圖24所示，沉淀一層LPCVD氧化層，并把在層間介質(zhì)中接觸孔掩模開孔寬度范圍由0.2um至0.6um的開孔封上,封上的開孔寬度可以是0.2um,或0.3um或0.4um或0.5um或0.6um不等，視制備方法而定，然后對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除掉沒有被封上的層間介質(zhì)開孔里的氧化層，暴露出開孔里的外延層；通過層間介質(zhì)開孔，對(duì)含有摻雜劑的外延層進(jìn)行浸蝕，使接觸孔溝槽(深度為0.4um至1.0um,寬度為0.2um至1.0um)穿過N型源區(qū)進(jìn)入到P型基區(qū)，之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑(雜劑濃度為IO14至5X IO1Vcm3)以減少P型基區(qū)與金屬插塞間的接觸電阻，這有效地增加器件的安全使用區(qū)。如圖25所示，對(duì)接觸溝槽的側(cè)壁、底部以及外延層上表面沉積一層鈦/氮化鈦層，再對(duì)接觸溝槽進(jìn)行鎢填充以形成溝槽插塞，然后在該器件的表面沉積一層鋁銅合金(厚度為0.8um至IOum)，然后通過金屬掩模進(jìn)行金屬浸蝕，形成金屬墊層和連線。實(shí)施例3的好處是使那些被封上的接觸孔開孔沒有金屬插塞在其中，也沒有形成接觸孔溝槽。實(shí)施例4:為本發(fā)明的一種變型。步驟與實(shí)施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?相同，只是:在表面注入N型源區(qū)的摻雜劑前，先沉淀一層氧化層并把在層間介質(zhì)中接觸孔掩模開孔寬度范圍由0.2um至0.6um的開孔封上，封上的開孔寬度可以是0.2um或0.3um或
0.4um或0.5um或0.6um不等,視制備方法而定,然后對(duì)表面注入N型源區(qū)的摻雜劑,其他步驟與實(shí)施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?所述步驟相同，步驟與實(shí)施例1相似的器件的橫截面如圖26所示。實(shí)施例4的好處是使那些被封上的接觸孔開孔沒有被N型摻雜劑注入和沒有金屬插塞在其中，也沒有形成接觸孔溝槽。最后應(yīng)說明的是:以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明可用于涉及制造溝槽半導(dǎo)體功分立器件(例如，溝槽絕緣柵雙極晶體管(Trench IGBT)或溝槽二極管、溝槽有特基二極管)，本發(fā)明可用于制備12V至1200V的溝槽半導(dǎo)體功率分立器件，本發(fā)明的實(shí)施例是以N型通道器件作出說明，本發(fā)明亦可用于P型通道器件，盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之。
權(quán)利要求
1.一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)利用溝槽掩模對(duì)襯底上的外延層進(jìn)行侵蝕而形成多個(gè)柵極溝槽； (2)在外延層表面沉積層間介質(zhì)，再利用接觸孔掩模，對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行侵蝕，在層間介質(zhì)中形成開孔，然后注入P型和N型摻雜劑，分別形成P型基區(qū)和N型源區(qū)，之后對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕形成接觸溝槽，并對(duì)接觸溝槽進(jìn)行金屬插塞填充； (3)在器件的上表面沉積金屬層，利用金屬掩模進(jìn)行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，所述步驟⑴包括以下步驟: a、在外延層的上面形成氧化層，在氧化層上積淀光刻涂層，再通過溝槽掩模暴露出部分氧化層，對(duì)暴露出的部分氧化層進(jìn)行干蝕，直至暴露出外延層，形成開孔，然后清除掉光刻涂層； b、通過刻蝕在開孔處形成溝槽，該溝槽延伸至外延層中，對(duì)溝槽進(jìn)行犧牲性氧化，然后清除掉所有氧化層； C、在溝槽暴露著的側(cè)壁和底部，以及外延層的上表面形成柵極氧化層，再在溝槽中沉積N型高摻雜劑的多晶硅，以填充溝槽并覆蓋頂面； d、對(duì)在外延層表面上的多晶硅層進(jìn)行平面腐蝕處理或化學(xué)機(jī)械拋光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，所述步驟⑵包括以下步驟: a、在最頂層表面沉積層間介質(zhì)； b、在層間介質(zhì)表面積淀光刻涂層，利用接觸孔掩模暴露出部分層間介質(zhì)，然后對(duì)暴露出的部分層間介質(zhì)進(jìn)行干蝕，直至暴露出外延層，在層間介質(zhì)中形成多個(gè)接觸孔掩模開孔，然后清除掉光刻涂層； C、在表面注入P型摻雜劑，有層間介質(zhì)覆蓋的部分沒有被注入，沒有層間介質(zhì)覆蓋的部分，P型摻雜劑會(huì)注入到外延層表面上，并通過一次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)將P型摻雜劑推進(jìn)擴(kuò)散到外延層中形成P型基區(qū)； d、在表面注入N型摻雜劑，有層間介質(zhì)覆蓋的部分沒有被注入，沒有層間介質(zhì)覆蓋的部分，N型摻雜劑會(huì)注入到外延層表面上，并通過二次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)將N型摻雜劑推進(jìn)擴(kuò)散到P型基區(qū)中形成N型源區(qū)； e、通過層間介質(zhì)開孔，對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕，形成接觸孔溝槽，接觸孔溝槽穿過N型源區(qū)進(jìn)入到P型基區(qū)，之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑； f、在接觸孔溝槽側(cè)壁、底部以及層間介質(zhì)表面上依次沉積一層鈦層和一層氮化鈦層，再對(duì)接觸孔溝槽進(jìn)行鎢填充以形成溝槽金屬插塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溝槽型半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述的多個(gè)接觸孔掩模開孔可以是全都一樣大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溝槽型半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述的多個(gè)接觸孔掩模開孔寬度可以不是全都一樣大小，寬度范圍是0.2um至1.6um。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溝槽型半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，在步驟e中，在對(duì)外延層表面進(jìn)行接觸孔溝槽侵蝕前，先沉淀一層氧化層，然后對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除層間介質(zhì)開孔里的氧化層，暴露出開孔里的外延層；之后刻蝕接觸孔溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造溝槽型半導(dǎo)體分立器件的方法，其特征在于，在步驟e中，接觸孔掩模開孔的寬度不是全都一樣大小，在刻蝕接觸孔溝槽前，先沉淀一層氧化層并把在層間介質(zhì)中的至少一個(gè)接觸孔掩模開孔封上，接著對(duì)氧化層進(jìn)行干蝕，清除掉沒有被封上的接觸孔開孔里的氧化層，暴露出開孔里的外延層；然后刻蝕接觸孔溝槽，之后對(duì)接觸孔溝槽注入P型高摻雜劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溝槽型半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，在步驟d中，接觸孔掩模開孔的寬度不是全都一樣大小，在表面注入N型摻雜劑前，先沉淀一層氧化層并把在層間介質(zhì)中的至少一個(gè)接觸孔掩模開孔封上，然后對(duì)表面注入N型摻雜劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，采用LPCVD方法沉淀一層氧化層。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，其特征在于，所述一次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)溫度為950至1200°C，時(shí)間為10分鐘至1000分鐘，所述二次高溫?cái)U(kuò)散作業(yè)溫度為950至1200° C，時(shí)間為10分鐘至100分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溝槽半導(dǎo)體分立器件的制備方法，包括以下步驟首先利用溝槽掩模對(duì)襯底上的外延層進(jìn)行侵蝕而形成多個(gè)柵極溝槽；然后，在外延層表面沉積層間介質(zhì)，再利用接觸孔掩模，對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行侵蝕，在層間介質(zhì)中形成開孔，然后注入P型和N型摻雜劑，分別形成P型基區(qū)和N型源區(qū)，之后對(duì)外延層表面進(jìn)行侵蝕形成接觸溝槽，并對(duì)接觸溝槽進(jìn)行金屬插塞填充；最后，在器件的上表面沉積金屬層，利用金屬掩模進(jìn)行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線，采用本制備方法，省略了基區(qū)掩模和源區(qū)掩模的制備工序，使器件的制造成本得到了較大的降低；同時(shí)不會(huì)影響器件原有的電氣特性和可靠性，從而增加了器件的性能價(jià)格比。
文檔編號(hào)H01L21/336GK103187287SQ20111045766
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者蘇冠創(chuàng) 申請(qǐng)人:立新半導(dǎo)體有限公司