[發(fā)明專利]一種超結(jié)MOS器件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410332442.6
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN105336777A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬萬里
• 申請（專利權(quán)）人: 北大方正集團(tuán)有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種超結(jié)MOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下順序進(jìn)行的步驟：

在N型硅襯底的N型外延層內(nèi)部形成深溝槽；

在形成有所述深溝槽的N型硅襯底上形成P型外延層，經(jīng)驅(qū)入，在所述N型外延層內(nèi)部形成P型擴(kuò)散層；

在所述P型外延層內(nèi)部形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部；

在形成有所述淺溝槽的N型硅襯底表面形成柵氧化層，并在所述淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶硅；

在填充有所述多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)；

在形成有所述源區(qū)的N型硅襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在N型硅襯底的N型外延層內(nèi)部形成深溝槽，具體包括如下步驟：

在N型硅襯底的N型外延層表面形成初始氧化層，所述初始氧化層的生長溫度為900～1100℃，厚度為0.2～0.8um；

對所述初始氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述初始氧化層上形成深溝槽圖形；

利用所述具有深溝槽圖形的初始氧化層作為掩膜對所述N型硅襯底進(jìn)行刻蝕，在所述N型外延層內(nèi)部形成深度為30～60um、寬度為2～8um的深溝槽，隨后去除所述初始氧化層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述驅(qū)入的溫度為900～1200℃，時間為20～300分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在形成有所述P型擴(kuò)散層的N型硅襯底上形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，具體包括如下步驟：

在形成有所述P型擴(kuò)散層的N型硅襯底上形成氧化層，所述氧化層的生長溫度為900～1200℃，厚度為0.2～0.8um；

對所述氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述氧化層上形成淺溝槽圖形；

以所述具有淺溝槽圖形的氧化層作為掩膜對所述N型硅襯底進(jìn)行刻蝕，在所述P型外延層內(nèi)部形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，隨后去除所述氧化層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述柵氧化層的生長溫度為800～1100℃，厚度為0.02～0.2um。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶硅，具體包括如下步驟：

在形成有所述柵氧化層的N型硅襯底表面形成多晶硅層，所述多晶硅層的生長溫度為500～800℃，厚度為0.2～1.5um；

刻蝕所述淺溝槽外部的多晶硅層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述填充有多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)，具體包括如下步驟：

對填充有多晶硅的N型硅襯底進(jìn)行光刻和刻蝕，形成具有源區(qū)圖形的光刻膠層；

向形成有所述光刻膠層的N型硅襯底注入N型離子，在所述P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)，其中N型離子的能量為50～150KeV，劑量為10¹⁵～10¹⁶/cm²，隨后去除所述光刻膠層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在形成有源區(qū)的N型硅襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層，具體包括如下步驟：

在形成有所述源區(qū)的N型硅襯底表面形成無摻雜硅玻璃，并在所述無摻雜硅玻璃表面形成磷硅玻璃，所述無摻雜硅玻璃和磷硅玻璃構(gòu)成介質(zhì)層；

對所述介質(zhì)層和其下方的柵氧化層進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕后的N型硅襯底的兩面分別形成正面金屬層和背面金屬層。

9.一種超結(jié)MOS器件，其特征在于，具有N型硅襯底；

在所述N型硅襯底的一側(cè)表面設(shè)有N型外延層，在所述N型外延層內(nèi)部設(shè)有深溝槽，在所述深溝槽內(nèi)部和所述N型外延層表面設(shè)有P型外延層，在所述N型外延層內(nèi)部設(shè)有P型擴(kuò)散層；

在所述P型外延層內(nèi)部設(shè)有淺溝槽和源區(qū)，所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，在所述淺溝槽和P型外延層表面設(shè)有柵氧化層，在所述淺溝槽表面的柵氧化層上填充有多晶硅，在所述柵氧化層和所述多晶硅上依次設(shè)有介質(zhì)層和金屬層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超結(jié)MOS器件，其特征在于，所述金屬層包括正面金屬層和背面金屬層，其中所述正面金屬層設(shè)置在所述介質(zhì)層表面，所述背面金屬層設(shè)置在所述N型硅襯底背面。