[發明專利]垂直雙擴散MOS管及其制造方法

有效

• 申請號: 201110102998.2
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102184958A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 邵麗;克里絲
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種垂直雙擴散MOS管，包括：

N型襯底，包括第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；

位于所述第一表面的漏極；位于所述第二表面的N型外延層；

位于所述N型外延層內的P阱區，所述P阱區的上表面與N型外延層上表面齊平；

其特征在于，還包括：

位于所述P阱區表面的P⁺離子層；

位于所述P阱區和P⁺離子層表面的N⁺源區，所述N⁺源區的上表面與所述N型外延層上表面齊平；

位于所述P⁺離子層和N⁺源區表面的源極，所述源極的上表面與N型外延層上表面齊平；

柵極結構，所述柵極結構包括部分位于N型外延層、P阱區和N⁺源區表面的柵介質層、以及位于柵介質層表面的柵電極層；

位于柵極結構的兩側的N型外延層表面的側墻。

2.如權利要求1所述的垂直雙擴散MOS管，其特征在于，所述P⁺離子層摻雜的濃度為10¹⁹～10²⁰/cm³。

3.如權利要求1所述的垂直雙擴散MOS管，其特征在于，所述側墻包括位于柵極結構的兩側的N型外延層表面的第一氧化物層，位于第一氧化物層表面的氮化硅層，及位于氮化硅層表面的第二氧化物層。

4.如權利要求3所述的垂直雙擴散MOS管，其特征在于，所述第一氧化物層的厚度為100-300埃，所述第二氧化物層的厚度為800-1000埃，所述氮化硅層的厚度為200-1500埃。

5.如權利要求1所述的垂直雙擴散MOS管，其特征在于，所述柵電極層包括位于柵介質層表面的多晶硅層、位于多晶硅層表面的二氧化硅層、以及位于二氧化硅層表面的柵極金屬層。

6.一種如權利要求1至5中任一項所述垂直雙擴散MOS管的制造方法，包括：

提供N型襯底，所述N型襯底具有第一表面和與之相對的第二表面；

形成位于所述第二表面的N型外延層；

在所述N型外延層內形成P阱區，所述P阱區的上表面與N型外延層上表面齊平；

其特征在于，還包括：

形成位于所述N型外延層和P阱區表面的柵極結構；

在柵極結構兩側的N型外延層表面形成側墻；

在P阱區內形成N⁺源區，所述N⁺源區的上表面與所述柵極結構的底部相接觸；

形成位于N⁺源區及P阱區之間的P⁺離子層；

形成位于所述第一表面的漏電極；形成與P⁺離子層和N⁺源區相接觸的源電極。

7.根據權利要求6所述的垂直雙擴散MOS管的制造方法，其特征在于，所述P⁺離子層的形成步驟為：以所述側墻為掩膜，使用自對準工藝對N⁺源區進行P⁺離子注入；然后進行高溫推進工藝，使所述P⁺離子橫向擴散至所述N⁺源區與P阱區交界處。

8.根據權利要求7所述的垂直雙擴散MOS管的制造方法，其特征在于，所述P⁺離子注入為硼離子注入，所述硼離子注入的劑量為1E14-1E15/cm²，能量為20-100KeV。

9.根據權利要求7所述的垂直雙擴散MOS管的制造方法，其特征在于，所述高溫推進工藝的溫度為900-1150攝氏度，時間為10-120分鐘。

10.根據權利要求5所述的垂直雙擴散MOS管的制造方法，其特征在于，所述源電極的形成步驟為：以所述側墻為掩膜刻蝕所述N⁺源區形成源極接觸孔，在所述源極接觸孔內沉積金屬薄膜。