[發明專利]半導體結構的形成方法以及VDMOS晶體管的形成方法

在審

• 申請號: 201210303979.0
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102856210A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 樓穎穎
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: 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

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體結構的形成方法以及VDMOS(vertical?double?diffused?MOSFET，垂直雙擴散金屬氧化物半導體)晶體管的形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝的不斷發展，集成電路已經從制造在單個芯片上的少數互連器件發展到數百萬個器件，當前的集成電路所提供的性能和復雜度已遠遠超過了當初的想象。而且，隨著芯片中集成器件數的增加，同一芯片中插塞或金屬互連線也越來越密集。在形成芯片上器件、插塞或金屬互連線時，通過光刻工藝在晶圓上形成的圖案也越來越密集，這對半導體結構的形成工藝提出了更高的要求。

現有形成半導體結構的方法包括如下步驟：參考圖1，提供半導體基底，所述半導體基底包括襯底和位于襯底上的介質層201；所述襯底包括漏極金屬層(圖未示)、第二擴散層101、外延層103、體區105和第一擴散層107。

其中，所述第二擴散層101為重摻雜層，即為漏極區，具有第一導電類型，可通過向多晶硅層進行第一導電類型摻雜離子的離子注入形成；所述外延層103位于所述第二擴散層101上，具有第一導電類型，其摻雜離子濃度低于所述第二擴散層101，具體可通過在第二擴散層101上外延生長第一導電類型的低摻雜層形成；體區105位于所述外延層103上，具有第二導電類型，所述第二導電類型與第一導電類型相反，具體可通過物理沉積或化學氣相沉積方法生長氧化層，然后向氧化層中進行第二導電類型離子的離子注入，再通過高溫擴散形成第二導電類型的體區105；第一擴散層107位于體區105上，為具有第一導電類型的重摻雜層，即為源極區，具體可以以暴露出源極區域的掩膜層為掩模，對第一擴散層107進行第一導電類型離子的離子注入形成。

參考圖2，在所述介質層201上形成包含溝槽圖形的第一掩膜層203，并以所述第一掩膜層203為掩模，沿溝槽圖形刻蝕所述介質層201和襯底，形成穿過介質層201、第一擴散層107和體區105，并到達外延層103的溝槽205。

參考圖3，在圖2中所述溝槽205內填充多晶硅，并去除所述第一掩膜層203以及位于第一掩膜層203內的多晶硅，形成柵極209。

參考圖4，在所述介質層201和柵極209上形成包含通孔圖形的第二掩膜層211，所述通孔圖形與第一擴散層107正對，并以第二掩膜層211為掩模，沿通孔圖形刻蝕所述介質層201，形成貫穿所述介質層201的通孔213。

參考圖5，在所述通孔213內以及通孔213開口兩側沉積金屬材料，并平坦化所述金屬材料和第二掩膜層211，至暴露出介質層201，形成源極金屬層215，所述源極金屬層215用于第一擴散層107實現電連接。

上述半導體結構的形成方法在形成柵極209和源極金屬層215時，需要使用兩次掩模，制作掩模的成本較高，且需要經過兩次掩模對準，在兩次掩模對準出現誤差時，所形成源極金屬層215與柵極209之間的間距變小或者發生重合，導致所形成的半導體結構易發生擊穿或者失效，所形成半導體結構的成品率較低、電學性能較差。

在公開號為CN102299099A的中國專利申請中還可以發現更多現有工藝形成半導體結構的方法。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法以及VDMOS晶體管的形成方法，減少掩模的使用次數，避免形成于半導體結構中源極金屬層或者柵極的位置發生偏移，提高所形成半導體結構的成品率和電學性能。

為解決上述問題，本發明提供了一種半導體器件的形成方法，包括：提供襯底以及位于襯底上的介質層；在所述介質層表面形成光刻膠層；對所述光刻膠層進行曝光顯影，同時形成溝槽圖形和位于溝槽圖形兩側的通孔圖形；以光刻膠層為掩模，沿溝槽圖形和通孔圖形刻蝕介質層，至露出襯底，形成溝槽以及通孔；形成覆蓋通孔開口的掩膜層；以光刻膠層和掩膜層為掩模，沿溝槽刻蝕所述襯底，使溝槽達到預定深度。

可選的，所述掩膜層的材質為光刻膠。

可選的，刻蝕所述介質層的方法為干法刻蝕。

可選的，使溝槽達到預定深度之后，還包括：在所述溝槽內填充滿第二材料層；去除所述掩膜層；在所述通孔內填充滿第一材料層。

可選的，所述第二材料層為多晶硅。

可選的，在所述溝槽內填充滿第二材料層的方法為選擇性外延生長工藝。

可選的，在所述溝槽內填充滿第二材料層之前，還包括：形成覆蓋溝槽的底部和側壁的絕緣層。

可選的，所述絕緣層的材質為氧化硅，形成所述絕緣層的方法為熱氧化工藝或者化學氣相沉積工藝。