[發明專利]超級結MOSFET的制作方法無效
| 申請號： | 200910057132.7 | 申請日： | 2009-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN101872724A | 公開（公告）日： | 2010-10-27 |
| 發明（設計）人： | 繆燕;謝烜;肖勝安 | 申請（專利權）人： | 上海華虹NEC電子有限公司 |
| 主分類號： | H01L21/336 | 分類號： | H01L21/336;H01L21/20;H01L21/306;H01L21/31;H01L21/311 |
| 代理公司： | 上海浦一知識產權代理有限公司 31211 | 代理人： | 顧繼光 |
| 地址： | 201206 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 超級 mosfet 制作方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種半導體工藝，尤其涉及一種超級結MOSFET的制作方法。
背景技術
VDMOSFET可以通過減薄漏端漂移區的厚度來減小導通電阻。然而，減薄漏端漂移區的厚度就會降低器件的擊穿電壓，因此在VDMOS中，提高器件的擊穿電壓與減小器件的導通電阻是一對矛盾。超級結MOSFET采用新的耐壓層結構，利用一系列的交替排列的P型和N型半導體薄層，在較低反向電壓下將P型N型區耗盡，實現電荷相互補償，從而使N型區在高摻雜濃度下能實現高的擊穿電壓，從而同時獲得低導通電阻和高擊穿電壓，打破傳統功率MOSFET(包括VDMOS)導通電阻的理論極限。
超級結MOSFET器件的結構和制作方法可分為兩大類：第一類是利用多次光刻-外延成長和注入來獲得交替的P型和N型摻雜區；第二類是在N型硅外延層上開溝槽，往溝槽中填入P型多晶，或傾斜注入P型雜質，或填入P型外延。上述第一類工藝不僅工藝復雜，實現難度大，而且成本很高；第二類方法中傾斜注入由于穩定性和重復性差未能用于批量生產，需要的雜質濃度的P型多晶硅工藝沒法在工藝上實現，因此P型外延填入工藝受到很大的關注。已有的P型外延填入工藝一般在形成溝槽后進行P型外延生長，以后利用化學機械研磨研磨到N型外延，再通過將可能有損傷的硅進行熱氧化，再通過濕法將形成的氧化硅去除，從而得到平坦的，交替的P型和N型結構。但是，P型外延填入溝槽工藝比較復雜，工藝難度大，工藝成本高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種超級結MOSFET的制作方法，能夠采用步驟簡單，成本低廉的工藝制作超級結MOSFET。
為解決上述技術問題，本發明超級結MOSFET的制作方法的技術方案是，包括如下步驟：
(1)在N-型外延硅片上生長氧化膜作為下面要成長的介質膜的緩沖層，然后再在硅片上成長作為介質膜的氮化硅；
(2)利用光刻形成溝槽的圖形；
(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻膠作掩膜完成溝槽的刻蝕；
(4)利用外延工藝將P-型外延填入溝槽；
(5)利用多晶硅將溝槽填滿；
(6)利用氮化硅作為阻擋層，進行多晶硅和P-型外延的回刻蝕或化學機械研磨；
(7)將氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的P-型和N-型結構；
(8)利用現有成熟工藝形成柵氧化，多晶硅柵極，P型阱，源極，P+接觸區，接觸孔，表面金屬，背面金屬，得到MOSFET器件。
本發明超級結MOSFET的制作方法的另一技術方案是，包括如下步驟：
(1)在N-型外延硅片上生長氧化膜作為下面要成長的介質膜的緩沖層，然后再在硅片上成長作為介質膜的氮化硅；
(2)利用光刻形成溝槽的圖形；
(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻膠作掩膜完成溝槽的刻蝕；
(4)利用外延工藝將P-型外延填入溝槽；
(5)利用多晶硅將溝槽填滿；
(6)通過回刻或者研磨去除氮化硅和氧化硅層上面的多晶硅和P-型外延；
(7)將氮化硅膜和氧化硅膜去除，通過化學機械研磨得到平坦且交替的P-型和N-型結構；
(8)利用現有成熟工藝形成柵氧化，多晶硅柵極，P型阱，源極，P+接觸區，接觸孔，表面金屬，背面金屬，得到MOSFET器件。
本發明超級結MOSFET的制作方法的又一技術方案是，包括如下步驟：
(1)在P-型外延硅片上生長氧化膜作為下面要成長的介質膜的緩沖層，然后再在硅片上成長作為介質膜的氮化硅；
(2)利用光刻形成溝槽的圖形；
(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻膠作掩膜完成溝槽的刻蝕；
(4)利用外延工藝將N-型外延填入溝槽；
(5)利用多晶硅將溝槽填滿；
(6)利用氮化硅作為阻擋層，進行多晶硅和N-型外延的回刻蝕或化學機械研磨；
(7)將氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的N-型和P-型結構；
(8)利用現有成熟工藝形成柵氧化，多晶硅柵極，N型阱，源極，N+接觸區，接觸孔，表面金屬，背面金屬，得到MOSFET器件。
本發明超級結MOSFET的制作方法的再一技術方案是，包括如下步驟：
(1)在P-型外延硅片上生長氧化膜作為下面要成長的介質膜的緩沖層，然后再在硅片上成長作為介質膜的氮化硅；
(2)利用光刻形成溝槽的圖形；
(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻膠作掩膜完成溝槽的刻蝕；
(4)利用外延工藝將N-型外延填入溝槽；
(5)利用多晶硅將溝槽填滿；
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H01L21-00 專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備
H01L21-02 .半導體器件或其部件的制造或處理
H01L21-64 .非專門適用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各組的單個器件所使用的除半導體器件之外的固體器件或其部件的制造或處理
H01L21-66 .在制造或處理過程中的測試或測量
H01L21-67 .專門適用于在制造或處理過程中處理半導體或電固體器件的裝置；專門適合于在半導體或電固體器件或部件的制造或處理過程中處理晶片的裝置
H01L21-70 .由在一共用基片內或其上形成的多個固態組件或集成電路組成的器件或其部件的制造或處理；集成電路器件或其特殊部件的制造
