[發(fā)明專利]垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110226207.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN102254937A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宗賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳深愛(ài)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/36
• 分類號(hào): H01L29/36;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件，還涉及一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的制造方法。

【背景技術(shù)】

垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)(VDMOS)器件的導(dǎo)通電阻Ron＝Rcs+Rbs+Rch+Ra+Rj+Re+Rbd+Red；其各部分的含義為：Rcs為源極引線與N+源區(qū)接觸電阻；Rbs為源區(qū)串聯(lián)電阻；Rch為溝道電阻；Ra為柵電極正下方N-區(qū)表面積累層電阻；Rj為相鄰兩P阱間形成的J型管區(qū)電阻；Re為高阻外延層的導(dǎo)通電阻；Rbd為漏極N+層(即襯底)的導(dǎo)通電阻；Red為漏極接觸電阻。VDMOS器件正常工作時(shí)的功耗主要來(lái)自器件的導(dǎo)通電阻，導(dǎo)通電阻越大，VDMOS器件功耗越大，器件的使用局限性也就越大，器件的性能也就越差，為提高器件的性能需要盡可能低的導(dǎo)通電阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

基于此，有必要提供一種低導(dǎo)通電阻的垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件。

一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件，包括如下結(jié)構(gòu)：襯底；外延層，設(shè)于所述襯底上；阱區(qū)，由所述外延層背對(duì)襯底的一面延伸至外延層內(nèi)部；源區(qū)，由所述阱區(qū)表面延伸至內(nèi)部；柵氧層，設(shè)于所述外延層上且僅覆蓋外延層的一部分；柵極區(qū)，設(shè)于所述柵氧層上；玻璃層，設(shè)于所述柵極區(qū)和所述阱區(qū)上，且僅覆蓋所述柵極區(qū)和阱區(qū)的一部分；以及金屬電極層，覆蓋于所述外延層、柵極區(qū)及玻璃層上；所述外延層包括設(shè)于所述襯底上的第一外延層和設(shè)于所述第一外延層上的第二外延層；所述第一外延層的多數(shù)載流子濃度小于所述第二外延層的多數(shù)載流子濃度。

優(yōu)選的，所述襯底的多數(shù)載流子濃度大于所述第二外延層的多數(shù)載流子濃度。

優(yōu)選的，所述襯底、外延層及源區(qū)均為N型，所述阱區(qū)為P型。

優(yōu)選的，所述襯底和外延層的材料為硅，所述柵氧層的材料為二氧化硅，所述柵極區(qū)的材料為多晶硅，所述玻璃層的材料為磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，所述金屬電極層的材料為鋁或鋁硅。

優(yōu)選的，所述阱區(qū)包括靠近所述外延層表面的淺結(jié)區(qū)和靠近所述襯底的深阱區(qū)。

還有必要提供一種上述垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的制造方法。

一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的制造方法，包括下列步驟：在N型的襯底上外延生長(zhǎng)N型的外延層；在所述外延層內(nèi)摻雜形成P型區(qū)；在所述外延層上熱氧化生長(zhǎng)柵氧層，所述柵氧層僅覆蓋外延層的一部分；在所述柵氧層上淀積形成柵極區(qū)；對(duì)所述P型區(qū)進(jìn)行推進(jìn)，并通過(guò)摻雜工藝在所述外延層內(nèi)形成阱區(qū)；通過(guò)摻雜在所述阱區(qū)內(nèi)形成N型的源區(qū)；在所述柵極區(qū)和阱區(qū)上淀積形成玻璃層，所述玻璃層且僅覆蓋所述柵極區(qū)和阱區(qū)的一部分；在所述外延層、柵極區(qū)及玻璃層上淀積形成金屬電極層；所述在N型的襯底上外延生長(zhǎng)N型的外延層的步驟，是在所述襯底上外延生長(zhǎng)第一外延層，在所述第一外延層上外延生長(zhǎng)第二外延層；所述第一外延層的多數(shù)載流子濃度小于所述第二外延層的多數(shù)載流子濃度。

優(yōu)選的，所述襯底的多數(shù)載流子濃度大于所述第二外延層的多數(shù)載流子濃度。

優(yōu)選的，所述襯底和外延層的材料為硅，所述柵氧層的材料為二氧化硅，所述柵極區(qū)的材料為多晶硅，所述玻璃層的材料為磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，所述金屬電極層的材料為鋁或鋁硅。

上述垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件，采用多層外延的結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整外延層的濃度關(guān)系，在保證器件耐壓的基礎(chǔ)上降低了器件的導(dǎo)通電阻。

【附圖說(shuō)明】

圖1是一實(shí)施例中步驟S110完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖2是一實(shí)施例中步驟S120完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖3是一實(shí)施例中步驟S140完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖4是一實(shí)施例中步驟S150完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖5是一實(shí)施例中步驟S160完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖6是一實(shí)施例中步驟S170完成后垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖7是一實(shí)施例中垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的剖面圖；

圖8是一實(shí)施例中垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的制造方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】

為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。