[發明專利]溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作方法

有效

• 申請號: 201310353828.0
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104377133B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 陳兆同;馬萬里
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

技術領域

本發明涉及半導體芯片制造工藝技術領域，特別是涉及一種溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作方法。

背景技術

DMOS（雙擴散的金屬氧化物半導體）晶體管是一種MOSFET（金屬半導體場效應管），它在同一邊用兩個連續的擴散步驟形成晶體管區域。DMOS器件包括兩個或多個單獨的并行制造的DMOS晶體管單元，它們共享一個共同的漏接觸區（襯底），源極通過金屬短接在一起，柵極也通過金屬短接在一起。溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管（Trench Double Diffuse Metal Oxide Semiconductor Transistor，簡稱“Trench DMOS”）是一個特殊類型的DMOS晶體管，它的溝道是垂直形成的，且柵極延伸在源極和漏極間的溝槽中形成，具有薄的氧化層并填充了多晶硅的溝槽，允許小的阻塞電流流過，并提供特定的低值導通電阻。

現在Trench DMOS的最新研究之一是如何進一步降低導通電阻R（導通電阻R是指在DMOS器件工作時，從漏極到源極的電阻），當導通電阻R很小時，DMOS器件就會提高一個很好的開關特性，同時會有較大的輸出電流，從而具有更強的驅動能力。降低導通電阻R的一個有效辦法就是減小晶體管單元的尺寸。由于晶體管單元的尺寸減小，相同面積下可以做的晶體管單元就越多，并聯的電阻也就越多，等效的總電阻就會越小。同時，晶體管單元尺寸的減小，相同面積的芯片數量也可以更多，達到了降低成本的效果。

傳統的Trench DMOS制作工藝，需要通過兩次光刻對準和刻蝕工藝分別形成溝槽trench和接觸孔contact，工藝復雜，而且光刻對準本身具有一定的偏差，晶體管單元必須保持一定的寬度，并且光刻膠的寬度也不能太窄，從而限制了晶體管單元的尺寸，很難實現晶體管單元尺寸的進一步縮小。

發明內容

本發明提供一種溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作方法，用以解決傳統工藝無法通過進一步減小晶體管單元尺寸來降低Trench DMOS器件導通電阻的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作方法，包括：

在第一導電類型的基底上形成第二導電類型的體區層和第一導電類型的源極層，并在所述源極層上形成圖案化的阻擋層；

以所述阻擋層為掩膜，形成溝槽柵極以及圖案化的第一氧化層；

以所述第一氧化層為掩膜，形成接觸孔。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

上述技術方案中，通過一次光刻工藝和自對準制程分別形成溝槽型DMOS晶體管的溝槽和接觸孔，進一步降低了DMOS晶體管的尺寸，從而大大減小了DMOS器件的導通電阻，提高了DMOS器件的驅動能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1表示本發明實施例中溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作方法的流程圖；

圖2-圖10表示本發明實施例中溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管的制作過程示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種溝槽型DMOS晶體管的制作方法，用以解決DMOS晶體管的尺寸受光刻工藝的限制，無法通過減小DMOS晶體管尺寸的方式來降低DMOS器件導通電阻的問題。其中，如圖10所示，溝槽型DMOS晶體管包括作為漏極的基底10和形成在基底10上的數個豎直溝槽，在溝槽內形成DMOS晶體管的溝槽柵極2，在溝槽柵極2的外圍形成DMOS晶體管的源極3和體區4，體區4作為DMOS晶體管的溝道區。

如圖1所示，本發明的溝槽型DMOS晶體管的制作方法包括：

步驟S1、在第一導電類型的基底上形成第二導電類型的體區層和第一導電類型的源極層，并在所述源極層上形成圖案化的阻擋層；

步驟S2、以所述阻擋層為掩膜，形成溝槽柵極以及圖案化的第一氧化層；

步驟S3、以所述第一氧化層為掩膜，形成接觸孔。