[發明專利]超結MOSFET的制作方法

在審

• 申請號: 201410040931.4
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN104810290A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 馬萬里;劉竹
• 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: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種超結MOSFET的制作方法。

背景技術

超結金氧半場效晶體管（COOL?Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，簡稱COOL?MOSFET），是一種特殊結構的功率MOSFET器件，相對于傳統的功率MOSFET器件，它具有較低的通態電阻。

目前，超結MOSFET的制作工藝較為復雜，其中，在對N型襯底的外延層進行初氧的生長與刻蝕處理后，首先在N型外延層上刻蝕出深溝槽，進而再刻蝕出的深溝槽中沉積P型外延層，之后將高于深溝槽和N型外延層的P型外延層研磨拋光掉，進而在形成柵極的基礎上通過對柵氧化層進行P型離子注入和驅入，形成P型體區，在形成P型體區后，再經過N型源區、介質層生長、金屬層生長等相關工藝流程最終完成超結MOSFET的制作。

上述現有技術中超結MOSFET的制作過程中，P型體區的形成需先后經過深溝槽的刻蝕以及P型離子的注入與驅入等過程，導致制作工藝過程復雜，生成成本較高。

發明內容

本發明提供一種超結MOSFET的制作方法，用于簡化現有技術中超結MOSFET的制作工藝流程，從而降低生產成本。

本發明提供一種超結MOSFET的制作方法，包括：

對N型襯底外延層上表面的初始氧化層的第一區域和第二區域進行刻蝕，以露出所述N型襯底外延層，形成窗口；

對所述窗口下方的區域進行各向同性刻蝕，在所述N型襯底外延層上形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽的寬度均大于所述窗口的寬度；

對所述窗口下方的區域進行各向異性刻蝕，在所述第一凹槽和所述第二凹槽的下方分別形成第一深溝槽和第二深溝槽，所述第一深溝槽小于所述第一凹槽的寬度，所述第二深溝槽的寬度小于所述第二凹槽的寬度；

去除所述初始氧化層，并在所述N型襯底外延層上生長P型外延層，其中，所述P型外延層分別填滿所述第一凹槽、所述第一深溝槽和所述第二凹槽、所述第二深溝槽，以形成P型體區；

在所述P型體區和所述N型襯底外延層的表面上依次生長柵氧化層和多晶硅層，并對所述多晶硅層上與所述P型體區對應的預設區域進行刻蝕，以露出所述柵氧化層，形成柵極；

對所述P型體區的預設N型區域進行N型離子注入，以形成N型源區；

在所述多晶硅層和所述柵氧化層上生長介質層和金屬層，以完成所述超結MOSFET的制作。

本發明提供的超結MOSFET的制作方法，通過對N型襯底外延層表面上窗口下方的區域分別進行各向同性刻蝕和各向異性刻蝕，分別得到第一凹槽、第二凹槽和第一深溝槽、第二深溝槽，并在此基礎上，通過在所述N型襯底外延層上生長P型外延層，其中，所述P型外延層分別填滿所述第一凹槽、所述第一深溝槽和所述第二凹槽、所述第二深溝槽，從而形成了P型體區。通過優化P型體區的形成過程，避免了現有技術中P型離子的注入與驅入過程，使得超結MOSFET的制作工藝流程得以簡化，降低了生產生本。

附圖說明

圖1為本發明實施例一提供的超結MOSFET的制作方法的流程圖；

圖2-圖8為本發明實施例一執行過程中超結MOSFET的剖面示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。為了方便說明，放大或者縮小了不同層和區域的尺寸，所以圖中所示大小和比例并不一定代表實際尺寸，也不反映尺寸的比例關系。

圖1為本發明實施例一提供的超結MOSFET的制作方法的流程圖，為了對本實施例中的方法進行清楚系統的描述，圖2-圖8為實施例一執行過程中超結MOSFET的剖面示意圖，如圖1所示，所述方法包括：

步驟101、對N型襯底外延層上表面的初始氧化層的第一區域和第二區域進行刻蝕，以露出所述N型襯底外延層，形成窗口；

具體地，在N型襯底的上表面形成外延層，并在該N型徹底外延層的上表面上生長初始氧化層，通過刻蝕，刻蝕掉該初始氧化層的第一區域和第二區域，以露出初始氧化層下對應的N型襯底外延層，該露出的與第一區域和第二區域分別對應的N型襯底外延層即為所述窗口。

具體地，在執行步驟101后的超結MOSFET的剖面示意圖如圖2所示，其中，所述N型襯底用21表示，所述N型襯底外延層用22表示，所述初始氧化層用23表示，所述窗口用24表示。