[發(fā)明專利]增加源極金屬接觸面積的功率MOS場效應(yīng)管制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810023698.3
• 申請(qǐng)日: 2008-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN101266948A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱袁正;周名輝;徐吉程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州硅能半導(dǎo)體科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234;H01L21/768;H01L21/311;H01L21/308;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 馬明渡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor?field?effecttransistor金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)場效應(yīng)管制造方法，特別涉及功率MOSFET場效應(yīng)管的源極接觸區(qū)制造方法。該方法的技術(shù)核心是通過一種低成本的方式來增加源極接觸區(qū)金屬層與源極(N⁺或P⁺)接觸面積，從而降低功率MOSFET場效應(yīng)管的源極接觸電阻，減少能量損耗。本發(fā)明方法適用于N或P型溝槽式功率MOSFET場效應(yīng)管，也適用于N或P型平面式功率MOSFET場效應(yīng)管，同時(shí)還適用于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，其中包括平面式IGBT和溝槽式IGBT，比如穿通型(PT型)、非穿通型(NPT型)和場截止型(F-stop型)。

背景技術(shù)

在功率MOSFET場效應(yīng)管的性能指標(biāo)中，導(dǎo)通電阻(Rdson)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它的大小直接關(guān)系到器件的能量損耗大小，而且隨著器件尺寸的縮小，導(dǎo)通電阻(Rdson)重要性就更突出，導(dǎo)通電阻(Rdson)的大小關(guān)系到器件性能的好壞。理論上功率MOSFET場效應(yīng)管工作時(shí)，其導(dǎo)通電阻(Rdson)與能量損耗成線性關(guān)系，導(dǎo)通電阻(Rdson)越大器件開關(guān)時(shí)的能量損耗越大，因此人們?cè)谠O(shè)計(jì)和制造功率MOSFET場效應(yīng)管時(shí)都希望盡可能的降低導(dǎo)通電阻(Rdson)，以減少器件能量損耗。功率MOSFET場效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻(Rdson)由外延層電阻、溝道電阻、金屬接觸電阻等幾部分構(gòu)成，其中金屬接觸電阻包括源極金屬接觸電阻、漏極金屬接觸電阻等，因此降低源極金屬接觸電阻可以有效降低導(dǎo)通電阻(Rdson)。

在現(xiàn)有功率MOSFET場效應(yīng)管器件中，源極金屬與源極區(qū)的接觸方式有兩種，第一種見圖1所示，器件單胞中的源極金屬與源極區(qū)上表面的小平臺(tái)接觸，其接觸面僅僅局限于是源極區(qū)上表面小平臺(tái)的面積，若增大此表面小平臺(tái)的面積，就會(huì)是器件的面積增加，從而增加器件的成本或影響器件的性能。第二種見圖2所示，器件單胞中的源極金屬依靠源極溝槽與源極區(qū)側(cè)壁接觸，其僅僅為源極區(qū)側(cè)壁的面積。這兩種接觸方式所能提供的接觸面積均較小，因此等效接觸電阻較大，不利于降低器件的導(dǎo)通電阻(Rdson)以及提高器件的可靠性。為了克服上述不足，中國專利CN1428872A公開了一件有關(guān)《功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管裝置及其制造方法》的專利申請(qǐng)，其中，說明書附圖2(j)公開了一種源極金屬與源極區(qū)頂部平臺(tái)和源極區(qū)側(cè)壁同時(shí)接觸的方式，這種設(shè)計(jì)組合了以上兩種接觸方式，源極金屬在橫向與源極區(qū)頂面接觸，在側(cè)向與源極區(qū)側(cè)面接觸，大大增加了源極金屬與源極區(qū)的接觸面，從而大大降低了源極金屬的接觸電阻。但是從其所公開的制造方法看(見說明書第3頁第15行至第24行記載的功率MOSFET制造方法的第⑥步至第⑨步)，在形成源極金屬同時(shí)與源極區(qū)頂面和側(cè)面接觸的方式中，至少用到兩次光刻掩膜制造工藝才能實(shí)現(xiàn)這種接觸方式。因此就該專利而言，雖然在源極金屬接觸電阻方面得到了改善，但其光刻次數(shù)增加(原來僅用一次光刻，見圖1或圖2所示)，使整個(gè)器件的制造成本相應(yīng)增加，不利于市場的競爭。

隨著市場競爭的加劇，對(duì)半導(dǎo)體器件制造成本控制的要求也越來越高，如何在不增加制造成本的前提下，提高器件性能(如特征導(dǎo)通電阻(SpecificRdson)、AC參數(shù)、DC參數(shù)等)是企業(yè)和生產(chǎn)廠商的努力方向，因此能否設(shè)計(jì)和制造出一種低成本和高性能的功率MOSFET場效應(yīng)管器件是相關(guān)企業(yè)所面臨的最主要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種增加源極金屬接觸面積的功率MOSFET場效應(yīng)管制造方法，其目的是要通過一種低成本的方式來增加源極金屬層與源極區(qū)(N⁺或P⁺)的接觸面積，從而降低功率MOSFET場效應(yīng)管的源極接觸電阻，減少能量損耗，改善器件性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是：一種增加源極金屬接觸面積的功率MOS場效應(yīng)管制造方法，其中，對(duì)單胞陣列中的源極接觸區(qū)采用光刻、刻蝕以及淀積金屬層制作工藝，其創(chuàng)新在于：源極接觸區(qū)的刻蝕依次采用以下方法：

(1)以源極接觸區(qū)光刻圖形為掩膜，采用干法刻蝕方法，縱向連續(xù)刻蝕絕緣介質(zhì)層、源極區(qū)氧化層以及第一主面，刻蝕深度至第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)下方的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位置，形成源極接觸區(qū)溝槽，該溝槽的側(cè)向形成有與第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的接觸側(cè)面，底部形成有與第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的接觸底面；