[發(fā)明專(zhuān)利]溝槽型VMOS晶體管制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010192843.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102263031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉康;彭樹(shù)根;李樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溝槽型VMOS晶體管，特別涉及溝槽型VMOS晶體管的金屬化的方法。

背景技術(shù)

隨著電子消費(fèi)產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)，功率MOSFET的需求越來(lái)越大。溝槽型VMOS晶體管(Trench?Vertical?MOS)由于其器件的集成度較高，導(dǎo)通電阻較低，具有較低的柵-漏電荷密度、較大的電流容量，因而具備較低的開(kāi)關(guān)損耗和較快的開(kāi)關(guān)速度，被廣泛地應(yīng)用在低壓功率領(lǐng)域。

在申請(qǐng)?zhí)枮?00910052544.1的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種現(xiàn)有的溝槽型VMOS晶體管的制作方法。請(qǐng)參考圖1～圖3。如圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100上形成有外延層101，在所述外延層101內(nèi)形成溝槽(未標(biāo)出)，在所述溝槽側(cè)壁及底部形成柵氧化層102；在所述溝槽內(nèi)的柵氧化層102上方形成填滿(mǎn)溝槽的柵極103。

然后，請(qǐng)參考圖2，在所述柵極103兩側(cè)的外延層101內(nèi)形成溝槽型VMOS晶體管的源極109；在所述外延層101上依次形成覆蓋柵極103的第一層間介質(zhì)層104和第二層間介質(zhì)層105，所述第一層間介質(zhì)層104和第二層間介質(zhì)層105用作絕緣層；接著，在所述第一層間介質(zhì)層104、第二層間介質(zhì)層105和外延層101內(nèi)形成接觸孔111，所述接觸孔111延伸至外延層101內(nèi)，且與所述溝槽型VMOS晶體管的源極109相鄰。

接著，請(qǐng)參考圖3，進(jìn)行金屬化步驟，形成互連結(jié)構(gòu)，具體工藝包括：在所述接觸孔111的側(cè)壁和底部形成接觸金屬層106，用于減小所述金屬互連層108與溝槽型VMOS晶體管的源極109的接觸電阻；在所述接觸金屬層106上方形成阻擋金屬層107，用于阻擋金屬互聯(lián)層108中的鋁進(jìn)入外延層101內(nèi)；在所述阻擋金屬層107上方形成金屬互連層108，用于將溝槽型VMOS晶體管的源極109與外部電連接。其中，所述接觸金屬層106的材質(zhì)選自鈦(Ti)，所述阻擋金屬層107的材質(zhì)選自氮化鈦(TiN)，所述金屬互連層108的材質(zhì)選自鋁(Al)或鋁合金(例如鋁銅合金、鋁硅合金)。上述金屬互連層108中的鋁會(huì)通過(guò)阻擋金屬層107、接觸金屬層106進(jìn)入所述外延層101內(nèi)，形成鋁穿刺(Al?Spiking)的缺陷，所述缺陷不僅降低了器件的開(kāi)關(guān)速度，更會(huì)引起溝槽型VMOS晶體管的漏電流。

因此，需要一種溝槽型VMOS晶體管的制作方法，能夠消除鋁穿刺的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種溝槽型VMOS晶體管的制作方法，解決了鋁穿刺的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種溝槽型VMOS晶體管的制作方法，所述方法包括：

提供形成有外延層的半導(dǎo)體襯底，所述外延層內(nèi)具有溝槽，所述溝槽內(nèi)形成有柵極，位于所述柵極兩側(cè)的外延層內(nèi)形成有源極；

在所述外延層上方形成覆蓋柵極的層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層和外延層內(nèi)形成有接觸孔，所述接觸孔與源極相鄰；

在層間介質(zhì)層上形成金屬互連層，且所述金屬互連層填充滿(mǎn)接觸孔；

其中，在所述形成金屬互連層之前，包括步驟：

利用化學(xué)氣相沉積的方法在所述層間介質(zhì)層、接觸孔的側(cè)壁及底部形成第一金屬層；

利用物理氣相沉積的方法在所述第一金屬層上形成第二金屬層，所述第二金屬層與第一金屬層構(gòu)成所述阻擋金屬層。

可選的，所述第一金屬層材質(zhì)為氮化鈦。

可選的，形成第一金屬層的方法是利用氨水和二甲脂氨鈦或者氨水和二乙醇氨鈦進(jìn)行化學(xué)氣相沉積。

可選的，所述第二金屬層的材質(zhì)為氮化鈦。

可選的，形成第二金屬層是利用氬氣、氮?dú)夂外伆胁倪M(jìn)行物理氣相沉積。

可選的，在形成所述阻擋金屬層之前，還包括步驟：在層間介質(zhì)層、接觸孔的側(cè)壁及底部形成接觸金屬層。

可選的，所述接觸金屬層的材質(zhì)為鈦。

可選的，所述第二金屬層厚度大于所述第一金屬層厚度，其中所述第一金屬層厚度范圍為100～150埃，所述第二金屬層厚度范圍為1300～1700埃。

可選的，所述金屬互連層利用形成第二金屬層的沉積機(jī)臺(tái)形成。

可選的，所述金屬互連層的材質(zhì)為鋁或鋁合金。