[發明專利]一種溝槽型半導體功率器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201010104901.7
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN101777514A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 張崇興;梁安杰;蘇冠創
• 申請（專利權）人: 香港商莫斯飛特半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L21/336;H01L21/768;H01L27/088;H01L29/78
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種溝槽型半導體功率器件的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)利用溝槽掩模將暴露的氧化層干蝕掉；

2)注入N型摻雜劑，并采用退火作業將其推進擴散到外延層形 成源區；

3)將外延層開出溝槽，去掉氧化層；

4)對溝槽進行犧牲性處理，并填充溝槽，形成柵極溝槽；

5)注入P型摻雜劑形成基區，并采用退火作業將基區推進擴散 到外延層中；

6)利用接觸孔掩模，對層間介質進行侵蝕形成接觸溝槽，并對 接觸溝槽進行填充形成溝槽插塞；

7)利用金屬掩模進行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。

2.根據權利要求1所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述步驟6)進一步包括以下步驟：

1)在最頂層形成層間介質，并利用接觸孔掩模形成接觸溝槽；

2)對所述接觸溝槽進行填充形成溝槽插塞。

3.根據權利要求1所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述步驟7)是：在層間介質上先沉積一層鋁銅合金， 然后再利用金屬掩模進行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。

4.根據權利要求1所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述對溝槽進行犧牲性處理，并填充溝槽，形成柵極 溝槽，進一步包括以下步驟：

1)對所述溝槽進行犧牲性氧化；

2)通過熱生長的方式，在溝槽暴露著的側壁和底部以及外延層 上表面形成一層薄的柵極氧化層；

3)在溝槽中沉積含有摻雜劑的多晶硅形成一層多晶硅層，以填 充溝槽并覆蓋溝槽頂面，并對所述多晶硅層進行化學機械拋 光。

5.根據權利要求1所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述注入N型摻雜劑是直接透過氧化層向外延層直接 注入N型摻雜劑，而省去生成氧化層，通過源區掩模暴露及蝕掉 氧化層，才做透過氧化層摻雜劑注入的工序。

6.根據權利要求1所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述注入P型摻雜劑是直接透過柵極薄氧化層向外延 層注入P型摻雜劑，而省去生成氧化層，通過基區掩模暴露及蝕 掉氧化層，才透過柵極薄氧化層做摻雜劑注入的工序。

7.根據權利要求2所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述步驟1)進一步包括以下步驟：

1)在最頂層沉積硼磷玻璃和無摻雜二氧化硅形成層間介質；

2)通過接觸孔掩模，對層間介質進行浸蝕，以形成接觸溝槽；

3)對N型源區進行侵蝕，使接觸溝槽穿過N型源區進入到P 型基區。

8.根據權利要求7所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述步驟3)中對N型源區進行侵蝕包括侵蝕掉終端區 的全部N型源區和部份柵極溝槽。

9.根據權利要求2所述的溝槽型半導體功率器件的制備方法，其 特征在于，所述步驟2)進一步包括以下步驟：對所述接觸溝槽進 行干蝕后在所述接觸溝槽側壁、底部沉積一層鈦/氮化鈦層，再對 所述接觸溝槽進行鎢填充以形成溝槽插塞，并對所述接觸溝槽表 層進行侵蝕，去除所述層間介質頂層的鈦/氮化鈦和鎢。

10.一種半導體功率器件，其特征在于，采用權利要求1所述制 備方法，進一步包括在襯底下面沉積一層金屬的工序。

11.一種半導體功率器件，其特征在于，采用權利要求1所述的 方法制備而成的N通道溝槽型功率金屬氧化半導體場效應管。

12.一種半導體功率器件，其特征在于，所述半導體功率器件為 采用如下步驟制備而成的P通道溝槽型功率金屬氧化半導體場效 應管：

1)利用溝槽掩模將暴露的氧化層干蝕掉；

2)注入P型摻雜劑，并采用退火作業將其推進擴散到外延層形 成源區；

3)將外延層開出溝槽，去掉氧化層；

4)對溝槽進行犧牲性處理，并填充溝槽，形成柵極溝槽；

5)注入N型摻雜劑形成基區，并采用退火作業將基區推進擴散 到外延層中；

6)利用接觸孔掩模，對層間介質進行侵蝕形成接觸溝槽，并對 接觸溝槽進行填充形成溝槽插塞；

7)利用金屬掩模進行金屬侵蝕，形成金屬墊層和連線。