[發(fā)明專利]功率溝槽式金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管制作工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110187077.0
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102280384A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉憲周;張怡
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;C23C16/44
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及功率溝槽式金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOS)制作工藝。?

背景技術(shù)

功率溝槽式MOS場效應(yīng)管是在平面式MOS場效應(yīng)管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型功率MOS管，具備導(dǎo)通電阻小、飽和電壓低、開關(guān)速度快、溝道密度高、芯片尺寸小等優(yōu)點，是中低壓功率MOS場效應(yīng)管發(fā)展的主流，所述中低壓范圍通常為20V～300V之間。?

圖1為現(xiàn)有一種溝槽式功率MOS場效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該溝槽式功率MOS場效應(yīng)管10在N⁺硅襯底11上生長有一層N^-外延層110，電子由源端12經(jīng)溝道13從襯底11流出，漏極14從襯底11底面的金屬層引出。多晶硅柵15位于溝槽16中，在多晶硅柵15側(cè)面及底面包圍有柵氧化層17，用于將多晶硅柵15隔離。?

通常圖1所示溝槽式功率MOS場效應(yīng)管的制作工藝流程包括：?

步驟a1，提供硅襯底；?

步驟a2，在硅襯底上生長外延層；?

步驟a3，在外延層表面生長硬掩膜氧化層，通過光刻，界定出溝槽腐蝕區(qū)域，并進行硬掩膜氧化層腐蝕；?

步驟a4，基于硬掩膜氧化層進行深溝槽刻蝕，形成犧牲氧化層，再將犧牲氧化層去除；?

步驟a5，通過熱氧化工藝，在常壓氧化爐中生長柵氧化層；?

步驟a6，在柵氧化層表面墊積導(dǎo)電多晶硅；?

步驟a7，通過光刻，界定出導(dǎo)電多晶硅刻蝕區(qū)域，進行多晶硅刻蝕；?

步驟a7，在整個半導(dǎo)體硅片表面進行P型雜質(zhì)離子注入，并進行推阱形成P^-阱；?

步驟a8，通過光刻，界定出源極區(qū)域，進行N型雜質(zhì)離子注入，并進行推阱形成N^-區(qū)；?

步驟a9，于整個半導(dǎo)體硅片表面墊積介質(zhì)層；?

步驟a10，通過光刻，界定出接觸孔區(qū)域，并進行氧化層刻蝕；?

步驟a11，墊積金屬層，通過光刻，定義出刻蝕區(qū)域，進行金屬刻蝕。?

上述步驟a5中，熱氧化工藝制作柵氧化層時，氧化速率由線性速率常數(shù)及拋物線速率常數(shù)確定，由于多晶硅不同晶向上的線性速率常數(shù)不同，因此不同晶向上氧化速率差別較大，導(dǎo)致在相同氧化時間內(nèi)，氧化速率小的晶向上柵氧化層厚度將地域氧化速率大的晶向上的柵氧化層厚度，在上述溝槽式功率MOS場效應(yīng)管制作中，則表現(xiàn)出柵氧化層底部及底部拐角處的厚度大幅度低于柵氧化層側(cè)壁厚度的問題，這使得采用上述工藝制作出的功率溝槽式MOS場效應(yīng)管泄漏電流較大，降低了器件性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了功率溝槽式MOS場效應(yīng)管制作工藝，增加制作出的功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的柵氧化層底部拐角處及底部的厚度，降低泄漏電流，提高器件性能。?

本發(fā)明提供的一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管制作工藝流程中，采用氧化速率受晶向影響較小或不受其影響的工藝制作柵氧化層，降低不同晶向上柵氧化層厚度的差異，提高柵氧化層質(zhì)量，降低制作出的功率溝槽式MOS場效應(yīng)管泄?漏電流，提高器件性能。?

氧化速率受晶向影響較小或不受其影響的工藝有多種，例如各類化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)工藝。采用CVD工藝沉積功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的柵氧化層，由于柵氧化層是氣體在溝槽側(cè)壁和底部表面沉積出氧化層，而非與沉底化學(xué)反應(yīng)生成氧化層，因此其厚度與沉積時間正比，與溝槽側(cè)壁和底部表面材料即硅襯底材料的晶向無關(guān)或關(guān)聯(lián)度低，因此沉積出來的柵氧化層均勻性高。?

本發(fā)明提供的功率溝槽式MOS場效應(yīng)管制作工藝流程中，在制作柵氧化層時，可以采用多種CVD工藝，例如低壓CVD(LP?CVD)工藝和等離子增強CVD(PECVD)工藝等。?

本發(fā)明尤其提供的功率溝槽式MOS場效應(yīng)管制作工藝流程中，在制作柵氧化層時，可以采用的LP?CVD工藝包括高溫?zé)嵫趸?HTO)沉積工藝等。?

附圖說明

圖1為現(xiàn)有一種溝槽式功率MOS場效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2～圖7為本發(fā)明實施例中溝槽式功率MOS場效應(yīng)管在各制作流程中的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖2～圖7闡述本發(fā)明提供的技術(shù)方案。?

參照圖2，步驟b1，提供硅襯底20；?

參照圖3，步驟b2，在硅襯底20上生長外延層21；該步驟中外延層21位于硅襯底20表面，硅襯底20的摻雜濃度高于外延層21摻雜濃度；?