[發明專利]一種離子自對準注入的超結MOSFET及其制造方法

有效

• 申請號: 201210074043.5
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN103325681A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 馮明憲;王加坤;門洪達;李東升;張偉
• 申請（專利權）人: 寧波敏泰光電科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種自對準離子注入的超結MOSFET制造方法，其特征在于以下步驟：

（1）.提供一個半導體，所述半導體包括半導體襯底和在半導體襯底表面淀積形成的第一導電外延層，在第一導電外延層上用刻蝕方法形成多個溝槽；?

（2）.在半導體的主表面淀積第二導電外延層，所述第二導電外延層填充于溝槽內，形成第二導電外延柱；

（3）.利用化學機械拋光法除去半導體主表面上的第二導電外延層；?

（4）.在半導體的主表面上均勻生長第一層氧化物，利用光刻膠作為掩蔽層，對該第一層氧化物進行光刻和刻蝕，保留第二導電外延柱上方的第一層氧化物；

（5）.光刻、刻蝕，注入第一類雜質離子形成阱區；

（6）.去除上述半導體主表面上的光刻膠，并在半導體的主表面上生長柵氧化物,所述柵氧化物覆蓋上述第一層氧化物；

（7）.在上述半導體的主表面上淀積多晶硅，所述多晶硅覆蓋上述的柵氧化物；

（8）.利用光刻膠作掩蔽層，選擇性地刻蝕上述多晶硅，形成柵氧化層區；

（9）.以上述第一層氧化物區和柵氧化層區域作為第二類雜質離子注入掩蔽層，在未被覆蓋的區域，第二雜質離子穿透第一導電外延層和第二導電外延層的上表面，以定義源漏區，所述第二類雜質離子位于阱區內；

（10）.去除上述半導體主表面上的第一層氧化物和位于第一層氧化物上的柵氧化物和多晶硅，然后在半導體主表面上淀積絕緣介質層，所述絕緣介質層覆蓋多晶硅；

（11）.在上述絕緣介質層上進行接觸孔光刻和刻蝕，得到源極引線孔；

（12）.在上述半導體的主表面上淀積金屬層，所述金屬層覆蓋于絕緣介質層上，通過對金屬層進行光刻和刻蝕得到源極金屬。

2.根據權利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述半導體襯底為重摻雜的單晶硅襯底，所述的第一導電外延層為單晶硅層。

3.根據權利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：所述半導體襯底為n型重摻雜的單晶硅，所述的第一導電外延層為n型單晶硅，所述第二導電外延層為p型單晶硅。

4.根據權利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述第一層氧化物的厚度為4000~6000埃。

5.一種離子自對準注入的超結MOSFET，包括半導體襯底、第一導電外延層、阱區和在阱區中形成的源漏區依次鄰接而成的半導體基板，以及在半導體基板上的柵氧化層區和源極接觸孔，其特征在于：所述第一導電外延層內刻蝕有溝槽，所述溝槽內填充有第二導電外延層，形成柱區；所述柱區內的第二導電外延層與所述第一導電外延層構成PN柱交替連接設置，在半導體基板內形成超結結構。

6.根據權利要求5所述的離子自對準注入的超結MOSFET，其特征在于：所述柱區寬度相同，柱區之間等間隔排列，所述阱區位于柱區的上端。

7.根據權利要求5所述的離子自對準注入的超結MOSFET，其特征在于：所述柵氧化層區與阱區和源區相接觸。

8.根據權利要求5所述的離子自對準注入的超結MOSFET，其特征在于：所述任意PN柱對的寬度及深度都相同。

9.根據權利要求5所述的離子自對準注入的超結MOSFET，其特征在于：在上述MOSFET上形成有絕緣介質層，以及在絕緣介質層上一次形成的第一層金屬互連、第二層金屬互連和第三層金屬互連。

10.根據權利要求5或9所述的離子注入自對準的超結MOSFET，其特征在于：所述MOSFET的絕緣介質層上的金屬互連層包括鎢和氮化鈦。