低壓超結(jié)mosfet的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域特別是涉及一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，本發(fā)明還涉及一種超結(jié)VDMOS器件。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓超結(jié)MOSFET采用新的耐壓層結(jié)構(gòu)，利用一系列的陣列排列的深槽結(jié)構(gòu)來在截止?fàn)顟B(tài)下在較低電壓下就將器件P-body下方N型區(qū)載流子耗盡，實現(xiàn)電荷相互補償，從而使N型區(qū)在高摻雜濃度下能實現(xiàn)高的擊穿電壓，從而同時獲得低導(dǎo)通電阻和高擊穿電壓，打破傳統(tǒng)功率MOSFET理論極限。該器件現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和制作方法是在深槽結(jié)構(gòu)的上部，第一次多晶硅回刻制程中，講多晶硅回刻至深槽中間或者中間偏上部位，在生長場氧化層，將深槽分割為上下兩截，在上面一屆的位置制作MOSFET結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有低壓溝槽功率MOSFET結(jié)構(gòu)及工藝:
1.深槽上端形成MOSFET器件位置的地方是采用多晶硅干法回刻的方式完成，其對多晶硅干法回刻的制程要求較高。
[0004]2.第二次多晶硅回刻形成柵極結(jié)構(gòu)的時候，容易形成很大的V字型凹陷，結(jié)構(gòu)形貌很難控制。
[0005]本發(fā)明采用深槽結(jié)構(gòu)，利用陣列結(jié)構(gòu)的深槽實現(xiàn)超結(jié)功能，在深槽頂部構(gòu)成傳統(tǒng)低壓功率M0SFET，將超結(jié)工藝結(jié)合到低壓溝槽MOSFET中，形成一種新型的具有超結(jié)功能的低壓溝槽功率MOS器件。本發(fā)明在深槽超結(jié)結(jié)構(gòu)的上方制作器件的時候，采用場氧化層濕法腐蝕的方式，形成MOSFET淺溝槽，于淺溝槽中填充多晶硅，干法回刻以形成器件柵極，這種制造方式流程簡單，工藝穩(wěn)定性高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，該方法為:通過深槽填充多晶硅，兩個深槽互相電荷平衡完成超結(jié)功能，再在深槽上方采用濕法腐蝕的方式形成淺槽，在淺槽中制作低壓超結(jié)MOSFET，共同構(gòu)成低壓超結(jié)器件。
[0008]上述方案中，該方法通過以下步驟實現(xiàn):
步驟一:提供η型重摻雜的η+襯底，并在η+襯底上形成η型外延層；
步驟二:在η型外延上通過光刻、干法腐蝕形成多個陣列型的條形深槽；
步驟三:利用熱氧化工藝在所述深槽底部和側(cè)壁生長場氧化層；
步驟四:利用多晶硅淀積工藝，進行第一次多晶硅淀積；
步驟五:利用光刻工藝和多晶硅干法腐蝕進行多晶硅回刻，去除表面不需要的多晶硅結(jié)構(gòu)；
步驟六:場氧化層的濕法腐蝕，在每個深槽上方得到兩個淺槽； 步驟七:經(jīng)過犧牲氧化、柵氧氧化，形成MOSFET器件柵氧；
步驟八:第二次多晶硅淀積；
步驟九:第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽MOSFET器件柵極；
步驟十:P-BODY注入，形成P阱；
步驟^--: source注入，形成器件源極；
步驟十二:介質(zhì)淀積；
步驟十三:通過光刻和腐蝕工藝形成形成引線孔；
步驟十四:完成孔鎢填充，和表面金屬工藝形成器件正面結(jié)構(gòu)；
步驟十五:最后完成背面金屬工藝，形成器件漏端，完成最終器件結(jié)構(gòu)。
[0009]上述方案中，所述步驟四、五中所述第一次多晶硅淀積材料采用摻雜和非摻雜的多晶硅;所述第一次多晶硅回刻可采用干法回刻或者多晶硅CMP工藝實現(xiàn)。
[0010]上述方案中，所述步驟六中深槽頂部的兩個淺槽是用于MOSFET器件制作的位置，位于多晶硅的兩邊;淺槽的形成采用濕法腐蝕工藝，利用濕法腐蝕掉硅片表面的場氧，再進一步腐蝕進深槽，形成兩個深度小于2微米的淺槽;利用氧化層濕法工藝不腐蝕多晶硅的特征，場氧化層的腐蝕自然形成兩個淺槽，位于多晶硅兩側(cè)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明將低壓溝槽MOSFET制造技術(shù)與超結(jié)工藝結(jié)合起來，在低壓功率器件上實現(xiàn)超結(jié)功能，以提高器件耐壓、降低其導(dǎo)通電阻，并且具有更低的柵漏電荷。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明步驟一的示意圖；
圖2為本發(fā)明步驟二的示意圖；
圖3為本發(fā)明步驟三的示意圖；
圖4為本發(fā)明步驟四的示意圖；
圖5為本發(fā)明步驟五的示意圖；
圖6為本發(fā)明步驟六的示意圖；
圖7為本發(fā)明步驟七的示意圖；
圖8為本發(fā)明步驟八的示意圖；
圖9為本發(fā)明步驟九的示意圖；
圖10為本發(fā)明步驟十的示意圖；
圖11為本發(fā)明步驟十一的示意圖；
圖12為本發(fā)明步驟十二的示意圖；
圖13為本發(fā)明步驟十三的示意圖；
圖14為本發(fā)明步驟十四的示意圖；
圖15為本發(fā)明器件的截面圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明實施例提供一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，該方法為:通過深槽填充多晶硅，兩個深槽互相電荷平衡完成超結(jié)功能，再在深槽上方采用濕法腐蝕的方式形成淺槽，在淺槽中制作低壓超結(jié)MOSFET，共同構(gòu)成低壓超結(jié)器件。
[0015]本發(fā)明實施例提供一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，該方法通過以下步驟實現(xiàn):步驟一:提供η型重摻雜的η+襯底，并在η+襯底上形成η型外延層，如圖1示；
步驟二:在η型外延上通過光刻、干法腐蝕形成多個陣列型的條形深槽，如圖2示； 步驟三:利用熱氧化工藝在所述深槽底部和側(cè)壁生長場氧化層，如圖3示；
步驟四:利用多晶硅淀積工藝，進行第一次多晶硅淀積，如圖4示；
步驟五:利用光刻工藝和多晶硅干法腐蝕進行多晶硅回刻，去除表面不需要的多晶硅結(jié)構(gòu)如圖5示；
步驟六:場氧化層的濕法腐蝕，在每個深槽上方得到兩個淺槽，如圖6示；
步驟七:經(jīng)過犧牲氧化、柵氧氧化，形成MOSFET器件柵氧，如圖7示；
步驟八:第一■次多晶娃淀積，如圖8不；
步驟九:第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽MOSFET器件柵極，如圖9示；
步驟十:P-BODY注入，形成P阱，如圖10示；
步驟^--: source注入，形成器件源極，如圖11示；
步驟十二:介質(zhì)淀積，如圖12示；
步驟十三:通過光刻和腐蝕工藝形成形成引線孔，如圖13示；
步驟十四:完成孔鎢填充，和表面金屬工藝形成器件正面結(jié)構(gòu)，如圖14示；
步驟十五:最后完成背面金屬工藝，形成器件漏端，完成最終器件結(jié)構(gòu)，如圖15示。
[0016]所述步驟四、五中所述第一次多晶硅淀積材料采用摻雜和非摻雜的多晶硅;所述第一次多晶硅回刻可采用干法回刻或者多晶硅CMP工藝實現(xiàn)。
[0017]所述步驟六中深槽頂部的兩個淺槽是用于MOSFET器件制作的位置，位于多晶硅的兩邊;淺槽的形成采用濕法腐蝕工藝，利用濕法腐蝕掉硅片表面的場氧，再進一步腐蝕進深槽，形成兩個深度小于2微米的淺槽;利用氧化層濕法工藝不腐蝕多晶硅的特征，場氧化層的腐蝕自然形成兩個淺槽，位于多晶硅兩側(cè)。
[0018]上述制程將構(gòu)成VDMOS工藝與超結(jié)工藝結(jié)合起來，形成低壓超結(jié)工藝器件，本發(fā)明能夠用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝實現(xiàn)，在工藝難度不加大的情況下，能夠制造出具有更高耐壓，更低導(dǎo)通電阻的低壓超結(jié)型器件，提高VDMOS的性能，同時也能降低成本。傳統(tǒng)的溝槽VDMOS器件是利用光刻和溝槽腐蝕工藝形成器件溝槽(兩微米以下)，本發(fā)明直接利用濕法腐蝕工藝，在深槽頂部產(chǎn)生兩個溝槽，以形成VDMOS溝槽器件的基本結(jié)構(gòu)，如圖6所示。
[0019]參見圖15，功率器件包括元胞區(qū)和終端兩部分，本發(fā)明涉及的是元胞區(qū)的制造，現(xiàn)有工藝是在深槽形成后，將第一次淀積的多晶硅回刻，以在深槽頂部形成大塊淺槽，多晶硅回刻工藝實現(xiàn)的淺槽深度對器件參數(shù)影響大，故工藝要求高，還需要額外使用一塊多晶硅光刻板。本發(fā)明采用多晶硅子對準(zhǔn)技術(shù)，和場氧濕法腐蝕方式，在多晶硅兩側(cè)形成兩個溝槽，無需額外使用光刻版，節(jié)省了生產(chǎn)成本。如圖5、6所示。
[0020]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，其特征在于，該方法為:通過深槽填充多晶硅，兩個深槽互相電荷平衡完成超結(jié)功能，再在深槽上方采用濕法腐蝕的方式形成淺槽，在淺槽中制作低壓超結(jié)MOSFET，共同構(gòu)成低壓超結(jié)器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，其特征在于，該方法通過以下步驟實現(xiàn): 步驟一:提供η型重摻雜的η+襯底，并在η+襯底上形成η型外延層； 步驟二:在η型外延上通過光刻、干法腐蝕形成多個陣列型的條形深槽； 步驟三:利用熱氧化工藝在所述深槽底部和側(cè)壁生長場氧化層； 步驟四:利用多晶硅淀積工藝，進行第一次多晶硅淀積； 步驟五:利用光刻工藝和多晶硅干法腐蝕進行多晶硅回刻，去除表面不需要的多晶硅結(jié)構(gòu)； 步驟六:場氧化層的濕法腐蝕，在每個深槽上方得到兩個淺槽； 步驟七:經(jīng)過犧牲氧化、柵氧氧化，形成MOSFET器件柵氧； 步驟八:第二次多晶硅淀積； 步驟九:第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽MOSFET器件柵極； 步驟十:P-BODY注入，形成P阱； 步驟^--: source注入，形成器件源極； 步驟十二:介質(zhì)淀積； 步驟十三:通過光刻和腐蝕工藝形成形成引線孔； 步驟十四:完成孔鎢填充，和表面金屬工藝形成器件正面結(jié)構(gòu)； 步驟十五:最后完成背面金屬工藝，形成器件漏端，完成最終器件結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，其特征在于:所述步驟四、五中所述第一次多晶硅淀積材料采用摻雜和非摻雜的多晶硅;所述第一次多晶硅回刻可采用干法回刻或者多晶硅CMP工藝實現(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，其特征在于:所述步驟六中深槽頂部的兩個淺槽是用于MOSFET器件制作的位置，位于多晶硅的兩邊;淺槽的形成采用濕法腐蝕工藝，利用濕法腐蝕掉硅片表面的場氧，再進一步腐蝕進深槽，形成兩個深度小于2微米的淺槽;利用氧化層濕法工藝不腐蝕多晶硅的特征，場氧化層的腐蝕自然形成兩個淺槽，位于多晶硅兩側(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低壓超結(jié)MOSFET的制造方法，該方法為：通過深槽填充多晶硅，兩個深槽互相電荷平衡完成超結(jié)功能，再在深槽上方采用濕法腐蝕的方式形成淺槽，在淺槽中制作低壓超結(jié)MOSFET，共同構(gòu)成低壓超結(jié)器件。本發(fā)明能夠用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝實現(xiàn)，在工藝難度不加大的情況下，能夠制造出具有更高耐壓，更低導(dǎo)通電阻的低壓超結(jié)型器件，提高VDMOS的性能，同時也能降低成本。
【IPC分類】H01L21/336
【公開號】CN105551963
【申請?zhí)枴緾N201510990423
【發(fā)明人】岳玲, 劉挺, 楊樂, 徐西昌
【申請人】西安龍騰新能源科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月25日