[發(fā)明專利]溝槽功率MOS器件及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110407734.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN103165669A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳晶;左燕麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336;H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 王江富

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種溝槽功率MOS器件及其制造方法。

背景技術(shù)

典型的溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，硅片外延層1上形成有阱2，阱2內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)3，阱2的摻雜類型同外延層1及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類型相反，如阱2的摻雜類型為N型，外延層1及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類型為P型，或者阱2的摻雜類型為P型，外延層1及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類型為N型，所述阱2(及外延層1)內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽外層形成有絕緣柵氧化層4，絕緣柵氧化層4內(nèi)填充多晶硅5到硅片上表面，多晶硅5同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極。

一種典型的溝道功率MOS器件的制造方法，包括以下步驟：

一.在硅片外延層1形成硬掩膜；

二.在硅片外延層1上進(jìn)行深溝槽刻蝕，形成多個(gè)深溝槽；

三.淀積柵氧化層4；

四.淀積多晶硅5，使深溝槽內(nèi)多晶硅5高出硅片上表面；

五.刻蝕多晶硅，使深溝槽內(nèi)多晶硅5與硅片上表面齊平；

六.在硅片外延層1上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱2，阱2的摻雜類型與硅片外延層1相反；

七.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)3，源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類型與阱2相反；

八.淀積層間介質(zhì)；

九.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)多晶硅5；

十.通孔金屬填充，金屬連線形成；

十一.鈍化層淀積/光刻/刻蝕。

這種溝道功率MOS器件，影響器工作頻率有兩個(gè)關(guān)鍵因素，一是柵極電阻，二是柵氧電容。減小電容或電阻，都能有效的提高器件的工作頻率。而對(duì)于柵極電阻的調(diào)整，目前傳統(tǒng)的方法是通過增加?xùn)艠O多晶硅5的摻雜濃度來降低其阻值，但通過改變柵極多晶硅5摻雜濃度來改變柵極電阻，效果有限，無法大幅度減小柵極電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題是使溝槽功率MOS器件的柵極電阻降低，提高溝槽功率MOS器件的工作頻率。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N溝槽功率MOS器件，硅片外延層上形成有阱，阱內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)，阱的摻雜類型同外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型相反，所述阱內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽壁上形成有絕緣柵氧化層，絕緣柵氧化層內(nèi)底部填充多晶硅，頂部填充硅化鎢到硅片上表面，硅化鎢同與金屬連線相連作為溝槽功率MOS器件柵極，溝槽內(nèi)硅化鎢的深度小于源極重?fù)诫s區(qū)的深度。

所述溝槽可以形成在阱及外延層內(nèi)。

較佳的，阱的摻雜類型為N型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型為P型。

較佳的，阱的摻雜類型為P型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型為N型。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)還提供了一種溝槽功率MOS器件的制造方法，包括以下步驟：

一.在硅片外延層形成硬掩膜；

二.在硅片外延層上進(jìn)行溝槽刻蝕，形成多個(gè)溝槽；

三.淀積柵氧化層；

四.淀積多晶硅；

五.刻蝕多晶硅，使溝槽內(nèi)多晶硅低于硅片上表面；

六.淀積硅化鎢；

七、通過光刻蓋住溝槽，并用干法刻蝕硅化鎢，將溝槽外硅化鎢清除，保留溝槽內(nèi)硅化鎢；

八.在硅片外延層上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱，阱的摻雜類型與硅片外延層相反；

九.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)，源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型與阱相反，源極重?fù)诫s區(qū)的深度大于溝槽內(nèi)硅化鎢的深度；

十.淀積層間介質(zhì)；

十一.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)硅化鎢；

十二.通孔金屬填充，金屬連線形成。

本申請(qǐng)的溝槽功率MOS器件及其制造方法，在溝槽柵極多晶硅刻蝕時(shí)，適當(dāng)增加過刻蝕，使溝槽內(nèi)多晶硅低于硅片上表面，在溝槽內(nèi)形成一定的凹槽，隨后淀積硅化鎢，通過光刻、刻蝕的方法，選擇性保留溝槽內(nèi)柵極多晶硅上面的硅化鎢，去除其他部分硅化鎢則去除，將硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，由于溝槽內(nèi)多晶硅上面覆蓋有硅化鎢，通過硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，大大降低了溝槽功率MOS器件的柵極電阻，提高了溝槽功率MOS器件的工作頻率。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面對(duì)本申請(qǐng)所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是典型的溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；