[發(fā)明專(zhuān)利]應(yīng)用HDP淀積的源－體注入阻擋塊的器件結(jié)構(gòu)及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810088263.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101299436A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安荷·叭剌;弗蘭茨娃·赫爾伯特;戴嵩山;雷燮光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/772
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/772;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 白璧華;翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體功率器件。更具體地，本發(fā)明涉及一種通過(guò)應(yīng)用 低掩模數(shù)的，并且基于高密度等離子的制造工藝提供的具有厚底溝道氧化的 溝道柵或分裂柵的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)器件的經(jīng)改 進(jìn)的新型制造工藝及器件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

為了減少半導(dǎo)體功率器件的功耗及提高其開(kāi)關(guān)速度，要求進(jìn)一步減小柵 電容。通常，在溝道柵MOSFET器件中，通過(guò)在溝道柵的溝道底部上形成厚 氧化層實(shí)現(xiàn)低柵電容。或者，溝道柵被形成為分裂柵以減小柵電容。但是， 為了在溝道底部上形成厚氧化層或在溝道中形成帶有裂隙和互相絕緣的底和 頂柵節(jié)段的分裂柵，通常需要附加的工藝步驟。這些附加的工藝步驟可能對(duì) 器件產(chǎn)量及成本產(chǎn)生不利影響，并且由于可能在實(shí)行更復(fù)雜的制造工藝時(shí)引 進(jìn)的潛在誤差進(jìn)一步降低器件可靠性。

因此，在半導(dǎo)體功率器件設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)上仍需要在形成功率器件中 提供新型的制造方法和器件結(jié)構(gòu)以使上述問(wèn)題和限制得到解決。理想的是簡(jiǎn) 化在溝道柵底部形成厚氧化層的制造工藝。或者，更理想的是簡(jiǎn)化形成半導(dǎo) 體功率器件的溝道中分裂柵的工藝，從而能夠解決技術(shù)上的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)應(yīng)用能夠控制目標(biāo)區(qū)域的等離子淀積的新型制 造方法提供一種改進(jìn)的新型半導(dǎo)體功率器件。該HDP(高密度等離子)淀積 方法能夠通過(guò)應(yīng)用溝道底部的厚氧化層的HDP淀積簡(jiǎn)化該工藝，因此溝道底 部的厚氧化層的形成能夠顯著簡(jiǎn)化，故上述技術(shù)難題能夠得到解決。

尤其是，本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)應(yīng)用控制預(yù)先定義的目標(biāo)區(qū)域中的 絕緣層的HDP淀積技術(shù)的新型制造方法提供一種改進(jìn)的新型半導(dǎo)體功率器 件。該新型HDP方法能夠同時(shí)淀積溝道底部及臺(tái)面區(qū)域的厚氧化層以作為注 入掩模，因此制造半導(dǎo)體功率器件所要求的掩模數(shù)得以減少。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)應(yīng)用控制預(yù)先定義的目標(biāo)區(qū)域中的絕緣層的 HDP淀積技術(shù)的新型制造方法提供一種改進(jìn)的新型半導(dǎo)體功率器件。該新型 HDP方法能夠同時(shí)淀積分裂柵的底柵節(jié)段頂部及臺(tái)面區(qū)域上的厚氧化層以 作為注入掩模，因此制造帶有分裂柵的半導(dǎo)體功率器件所要求的掩模數(shù)得以 減少。

概括地說(shuō)，為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種溝道半導(dǎo)體功率器件，該溝 道半導(dǎo)體功率器件包括溝道柵，該溝道柵從半導(dǎo)體襯底的頂表面開(kāi)口并由源 區(qū)域包圍，該源區(qū)域在漏區(qū)域上方的頂表面附近被包圍在體區(qū)域中，該漏區(qū) 域設(shè)置在襯底的底表面上。該半導(dǎo)體功率器件進(jìn)一步包括設(shè)置在體區(qū)域邊上 的臺(tái)面區(qū)域的頂表面上方的注入離子阻擋塊，以阻擋體注入離子和源離子進(jìn) 入臺(tái)面區(qū)域下方的襯底，由此用于制造半導(dǎo)體功率器件的掩模數(shù)能夠得以減 少。

所述的注入離子阻擋塊進(jìn)一步包括具有大于0.3微米，且最好在0.5～1.5 微米之間的厚度的氧化層。

所述的注入離子阻擋塊進(jìn)一步包括化學(xué)氣相淀積(CVD)的氧化層。該 CVD氧化可以應(yīng)用LPCVD(低壓化學(xué)氣相淀積)或PECVD(等離子體增強(qiáng) 化學(xué)汽相淀積)設(shè)備，采用硅烷和氧氣在低壓下淀積。也可以應(yīng)用APCVD (低溫常壓化學(xué)氣相沉積)技術(shù)淀積該氧化層。

所述的注入離子阻擋塊進(jìn)一步包括熱氧化層。熱氧化在900℃～1150℃ 的溫度范圍內(nèi)，用氧氣或帶有氮?dú)獾难鯕庠诔合禄蚪?jīng)提高的壓力下進(jìn)行。

所述的注入離子阻擋塊進(jìn)一步包括HDP氧化層。該HDP氧化層通常用 作于STI(Shallow?Trench?Isolation，淺溝道絕緣)的溝道填充氧化，或在深 亞微米技術(shù)的平面化多金屬化層的時(shí)候用作間隙填充電介質(zhì)。

所述的溝道半導(dǎo)體功率器件進(jìn)一步包括HDP淀積的具有大于溝道柵側(cè) 壁上的柵氧化層厚度的、設(shè)置在溝道柵的底表面上的厚氧化層。并且，所述 的注入離子阻擋塊進(jìn)一步包括具有大于0.3微米，且最好在0.5～1.5微米之 間的厚度、并與設(shè)置在溝道柵底表面上的HDP淀積的厚氧化層同時(shí)形成的 HDP氧化層。由于HDP工藝本身導(dǎo)致平整的水平表面上比垂直的側(cè)壁區(qū)域 或表面上形成更厚的氧化層，因此實(shí)現(xiàn)上述要求是完全可能的。

所述的體區(qū)域被分離為設(shè)置在溝道柵的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)分離的體區(qū)域。

所述的體區(qū)域構(gòu)成一個(gè)合并的體區(qū)域，該體區(qū)域從設(shè)置在溝道柵的相對(duì) 兩側(cè)的兩個(gè)分離的體區(qū)域合并，且在該體區(qū)域的底部中心附近具有倒V形的 尖頂點(diǎn)。