[發明專利]功率MOS管及其制造方法

無效

• 申請號: 201310386346.5
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103606561A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 樓穎穎;賈璐
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種功率MOS管及其制造方法。

背景技術

功率MOS管是繼MOSFET之后發展起來的高效功率開關器件，功率MOS管不僅繼承了MOS場效應管的優點，還具有耐壓高、工作電流大、輸出功率高、開關速度快等優良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管的優點集于一身，因此在開關電源、逆變器、電壓放大器、功率放大器等電路中獲得廣泛應用。

圖1為現有技術的功率MOS管的剖視圖，所述功率MOS管包括：襯底10，形成于所述襯底上的外延層11，設置于所述外延層11中的溝槽12，形成于所述溝槽12內的柵氧化層和多晶硅層，形成于所述外延層11中的體注入區13，形成于所述體注入區13中的源極注入區14和接觸孔15，形成于所述外延層11上的介質層16，形成于所述體注入區13和源極注入區14之間的抗擊穿離子注入區17，形成于所述接觸孔15內的硅化物層18。

圖2所示為上述功率MOS管的工藝流程圖，現有技術的功率MOS管的制造方法包括以下步驟：

步驟S100，提供一襯底10，在所述襯底10上形成外延層11；

步驟S101，刻蝕所述外延層11形成溝槽12，在溝槽12內依次形成柵氧化層和多晶硅層，其中，柵氧化層沉積在溝槽12的底部和側壁上，多晶硅層沉積在柵氧化層的表面并填滿溝槽12；

步驟S102，通過離子注入在所述外延層11中形成體注入區13；

步驟S103，通過離子注入在所述體注入區13上形成源極注入區14；

步驟S104，在所述外延層11的表面沉積形成介質層16；

步驟S105，刻蝕所述體注入區13形成接觸孔15；

步驟S106，在所述體注入區13和所述源極注入區14之間形成抗擊穿離子注入區17；

步驟S107，在所述接觸孔15內形成硅化物層18；

步驟S108，對所述接觸孔15執行金屬填充形成金屬層19。

現有技術的功率MOS管中，體注入區13和源極注入區14都比較薄，形成了短溝道器件，因此開啟電阻比較低。同時，在體注入區13和源極注入區14之間形成抗擊穿離子注入區17，能夠避免短溝道器件容易發生的擊穿現象。

DC-DC轉換器是一種常用的開關電源，功率MOS管可以應用于DC-DC轉換器時，DC-DC轉換器要求功率MOS管開啟電阻低、開關特性好。然而，現有技術的功率MOS管的結構中沒有設置電子反向釋放路徑，器件關閉時溝道附近聚集的電子無法迅速流走，延長了功率MOS管的關閉時間，影響關態特性。由于現有技術的功率MOS管的關態特性比較差，影響了DC-DC轉換器的工作效率。

因此，如何解決現有的功率MOS管關態特性差的問題成為當前亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率MOS管及其制造方法，以解決現有的功率MOS管的關態特性差，影響DC-DC轉換器的工作效率的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種功率MOS管，所述功率MOS管包括：襯底；形成于所述襯底上的外延層；形成于所述外延層中的溝槽；形成于所述外延層中的體注入區；形成于所述體注入區中的源極注入區和接觸孔，形成于所述體注入區和源極注入區之間的抗擊穿離子注入區；形成于所述接觸孔內的硅化物層和金屬層；

其中，所述接觸孔穿透所述體注入區，并伸入外延層中。

優選的，在所述的功率MOS管中，還包括：形成于所述溝槽內的柵氧化層和多晶硅層；形成于所述外延層表面的介質層。

優選的，在所述的功率MOS管中，所述接觸孔的深度不超過溝槽的深度。

本發明還提供了一種功率MOS管的制造方法，所述功率MOS管的制造方法包括：

提供一襯底，在所述襯底上形成外延層；

在所述外延層中形成溝槽；

在所述外延層中形成體注入區；

在所述體注入區上形成源極注入區；

對所述體注入區執行第一次接觸孔刻蝕；

在所述體注入區和所述源極注入區之間形成抗擊穿離子注入區；

對所述體注入區執行第二次接觸孔刻蝕形成接觸孔；

對所述接觸孔執行接觸孔填充；

其中，所述接觸孔穿透所述體注入區，并伸入外延層中。

優選的，在功率MOS管的制造方法中，所述接觸孔填充包括：在接觸孔的側壁和底壁上形成硅化物層；在接觸孔內形成金屬層。