[發明專利]一種功率MOS管及其制造方法

無效

• 申請號: 201010102371.2
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101777500A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 張雨;克里絲;劉憲周
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種功率MOS管及其制造方法。

背景技術

功率型金屬氧化物半導體場效應管(簡稱功率MOS管)是一種單載流子導電的單極型電壓控制器件，它具有開關速度快、輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩定性優良、安全工作區寬、工作線性度高和制程簡單等諸多優點。

參見圖1，其顯示了功率MOS管的俯視結構示意圖，如圖所示，功率MOS管具有有源區1和終端結構區2，有源區1上具有柵、源、漏極等功能結構(未圖示)，終端結構3設置在終端結構區2且環繞在有源區1的周邊即通常在晶粒(die)的邊緣，其可避免功率MOS管過早被擊穿損壞，終端結構3的外側環繞有切割道4。終端結構3決定了器件的擊穿性能和擊穿位置?，F常用的終端結構3為局部硅氧化隔離結構(Local?0xidation?of?Silicon；簡稱LOCOS)。

參見圖2，其顯示了現有技術中功率MOS管的剖視結構示意圖，如圖所示，終端結構3環繞在有源區1的周邊且為LOCOS，切割道4環繞在終端結構3外?，F有技術中制造具有所述LOCOS終端結構3的功率MOS管的方法包括以下步驟：(1)、提供具有有源區和終端結構區的硅襯底；(2)、在該硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層，該緩沖層和硬掩模層分別為氧化硅和氮化硅；(3)、進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形；(4)、進行熱氧化工藝在終端結構區形成終端結構；(5)、去除硬掩模層和緩沖層；(6)、在該有源區上制作柵、源、漏極。

在上述現有技術的功率MOS管及其制造方法中，LOCOS終端結構直接制作在硅襯底表面，一方面不利于通過縮小終端結構來提高晶圓的空間利用率；另一方面增加了硅襯底表面形貌的復雜度，從而加劇了工藝難度，導致一些工藝例如化學機械拋光工藝就不方便進行。

因此，如何提供一種功率MOS管及其制造方法來降低硅襯底表面形貌的復雜度，從而降低工藝難度，并易于通過縮小終端結構來提高晶圓的空間利用率，已成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率MOS管及其制造方法，通過所述MOS管及其制造方法可降低硅襯底表面形貌的復雜度，從而降低工藝難度，并易于通過縮小終端結構來提高晶圓的空間利用率。

本發明的目的是這樣實現的：一種功率MOS管制造方法，其包括以下步驟：a、提供具有有源區和終端結構區的硅襯底；b、在該終端結構區上制造終端結構；c、在該有源區上制作柵、源、漏極；其中，步驟b包括以下步驟：b1、在該硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層；b2、進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形；b3、在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結構區上形成凹槽；b4、進行氧化工藝在凹槽中形成終端結構；b5、去除硬掩模層和緩沖層。

在上述的功率MOS管制造方法中，該緩沖層和硬掩模層分別為氧化硅和氮化硅；在步驟b1中，通過化學氣相沉積工藝沉積氮化硅，通過熱氧化工藝制作氧化硅。

在上述的功率MOS管制造方法中，該終端結構為局部硅氧化隔離結構。

在上述的功率MOS管制造方法中，在步驟b4中，該氧化工藝為熱氧化工藝，其氧化溫度范圍為900至1000攝氏度。

本發明還提供一種通過上述功率MOS管制造方法制成的功率MOS管，其具有有源區和終端結構區，該終端結構區具有凹槽，終端結構設置在該凹槽中。

在上述的功率MOS管中，該終端結構區環繞在該有源區外，該終端結構區的外側環繞有切割道。

與現有技術中終端結構直接制作在硅襯底表面，從而增大了襯底表面形貌的復雜度和工藝難度相比，本發明的功率MOS管及其制造方法在硅襯底上針對終端結構開設有凹槽，并將終端結構制作在凹槽中，本發明可有效降低硅襯底表面形貌的復雜度和工藝難度，并易于通過縮小終端結構來提高晶圓的空間利用率。

附圖說明

本發明的功率MOS管及其制造方法由以下的實施例及附圖給出。

圖1為功率MOS管的俯視結構示意圖；

圖2為現有技術中功率MOS管的剖視結構示意圖；

圖3為本發明的功率MOS管制造方法的流程圖；

圖4至圖8分別為完成圖3中步驟S31至S35后功率MOS管的剖視結構示意圖；

圖9為本發明的功率MOS管的剖視結構示意圖。

具體實施方式

以下將對本發明的功率MOS管及其制造方法作進一步的詳細描述。