[發(fā)明專利]集成肖特基二極管的MOS器件的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210375437.4
• 申請(qǐng)日: 2012-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN102945806B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周偉;全馮溪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/329;H01L27/06;H01L29/872;H01L29/78
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

本發(fā)明公開了一種集成肖特基二極管的MOS器件的制造方法，包括提供第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；在襯底上形成第一導(dǎo)電類型外延層；在外延層進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的離子注入和擴(kuò)散以形成多個(gè)第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，且體區(qū)之間形成有預(yù)定間隔區(qū)域；在每一體區(qū)形成多個(gè)槽柵，第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)以及第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；沉積并刻蝕層間介質(zhì)層，使層間介質(zhì)層覆蓋槽柵及部分源區(qū)以形成接觸孔；以及在接觸孔上方沉積金屬層，金屬層與預(yù)定間隔區(qū)域的外延層形成肖特基二極管。本發(fā)明無需硅刻蝕直接在襯底表面形成肖特基二極管，可降低工藝復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種集成肖特基二極管的MOS器件的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝和器件技術(shù)的發(fā)展，采用溝槽型的MOSFET器件（UMOSFET）擊穿電壓可以輕易的達(dá)到上百伏，遠(yuǎn)超過常規(guī)MOSFET器件。同時(shí)，由于MOSFET器件本身具有的電壓控制以及相對(duì)雙極器件快的多快關(guān)速度，使得功率MOSFET器件在工作電壓200V以下的高速開關(guān)電源管理應(yīng)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。例如，在DC/DC電路通常采用由上下串聯(lián)的兩個(gè)功率MOSFET，這兩個(gè)功率MOSFET器件分別由兩個(gè)柵極控制信號(hào)來控制它們的開啟和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載傳輸功率。在DC/DC電路中，為了避免直通電流燒毀器件或電路，在兩個(gè)功率MOSFET器件輪流工作的開關(guān)切換過程中，開關(guān)切換的瞬間必須有一個(gè)“死區(qū)”，在該“死區(qū)”時(shí)間(dead time)內(nèi)兩個(gè)功率MOSFET器件都必須處于關(guān)斷狀態(tài)。在這期間，由于感性負(fù)載中電流需要續(xù)流，因此電流會(huì)從下管MOSFET漏極和溝道的寄生二極管（body diode）流過。由于該寄生二極管的正向?qū)▔航岛艽螅栽谒绤^(qū)時(shí)間內(nèi)由寄生二極管產(chǎn)生的功耗也較大。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用在該MOSFET器件外部反向并聯(lián)一個(gè)肖特基二極管，通過該肖特基二極管低導(dǎo)通壓降的特性來降低死區(qū)時(shí)間的損耗。此外，這種集成肖特基二極管的結(jié)構(gòu)還可以在器件關(guān)斷的時(shí)候快速將載流子抽取出來，起到類似IGBT中快恢復(fù)二極管的功能，從而可以提高器件的開關(guān)速度。

在美國(guó)專利號(hào)No.7,816,732揭示了一種將溝槽MOSFET和肖特基二極管集成到同一顆芯片的方法，通過在器件表面淀積一層氧化物，干法氧化物刻蝕和干法硅刻蝕來形成陽(yáng)極接觸孔、柵極接觸孔及源-體接觸溝槽，再在陽(yáng)極接觸孔、柵極接觸孔及源-體接觸溝槽中淀積勢(shì)壘層、金屬鎢并化學(xué)機(jī)械拋光最終形成溝槽式源-體接觸區(qū)、平面式陽(yáng)極接觸區(qū)和平面式柵接觸區(qū)，該方法無疑增加了工藝復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種集成肖特基二極管的MOS器件的制造方法，通過該方法無需進(jìn)行氧化物的淀積和刻蝕即可直接在襯底上表面定義出形成肖特基接觸的區(qū)域，降低了工藝復(fù)雜度并提高了工藝兼容性。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種集成肖特基二極管的MOS器件的制造方法，包括如下步驟：提供第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一導(dǎo)電類型的外延層，所述外延層的多數(shù)載流子濃度低于所述半導(dǎo)體襯底的多數(shù)載流子濃度；在所述第一導(dǎo)電類型的外延層進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的離子注入和擴(kuò)散以形成多個(gè)第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，且所述體區(qū)之間形成由預(yù)定間隔區(qū)域，其中所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反；在每一所述第二導(dǎo)電類型的體區(qū)形成多個(gè)槽柵，第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)以及第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；沉積并刻蝕層間介質(zhì)層，使所述層間介質(zhì)層覆蓋所述槽柵及部分所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)以形成接觸孔；以及在所述接觸孔上方沉積金屬層，所述金屬層與所述預(yù)定間隔區(qū)域的所述第一導(dǎo)電類型的外延層形成肖特基二極管。

可選的，在每一所述第二導(dǎo)電類型的體區(qū)形成多個(gè)槽柵，第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)以及第一導(dǎo)電類型的源區(qū)的步驟包括：在所述第二導(dǎo)電類型的體區(qū)上表面進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的離子注入以形成所述第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)，所述接觸區(qū)的多數(shù)載流子濃度高于所述體區(qū)的多數(shù)載流子濃度；以及在所述第二導(dǎo)電類型的體區(qū)上表面進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的離子注入以形成所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)同時(shí)保留部分所述第二導(dǎo)電類型的接觸區(qū)，所述源區(qū)的多數(shù)載流子濃度高于所述第一導(dǎo)電類型外延層的多數(shù)載流子濃度。