[實用新型]平面型功率MOS器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420033813.6
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN203721733U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 殷允超;丁磊
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港凱思半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 張玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種功率MOS器件，具體涉及到一種平面型功率MOS器件。

背景技術(shù)

功率MOS場效應管的使用和發(fā)展已經(jīng)有多年的歷史，其設計和制造方法一直在不斷地改進，從性能上，主要是朝著高耐壓、低導通電阻、高頻率、高可靠性的方向發(fā)展。但隨著市場競爭的日趨激烈，對于成本的控制要求也越來越高，如何在保證器件的性能不下降的前提下，盡量地降低制造成本，已經(jīng)成為現(xiàn)今技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的重要方向。

對于功率MOS器件來講，控制制造成本，主要有兩個方向：第一為減小芯片面積，即在同樣大小的硅片上做出更多的芯片；第二減少光刻的次數(shù)，簡化制造工藝，一般來說，生產(chǎn)成本與光刻的次數(shù)成正比，減少光刻次數(shù)對降低成本意義重大。

如圖1所示，功率MOS器件的結(jié)構(gòu)通常包括：元胞區(qū)(也稱單胞區(qū))以及位于元胞區(qū)周圍的終端保護環(huán)結(jié)構(gòu)，元胞區(qū)的元胞集成度和終端保護結(jié)構(gòu)的耐壓能力共同影響著產(chǎn)品的特性，目前，傳統(tǒng)的平面型功率MOS器件，通常要經(jīng)過六至七次光刻完成，工藝步驟繁多，制造成本較高。具體的制造方法包括以下步驟：

第一步：場氧化層生長；

第二步：保護環(huán)區(qū)光刻/刻蝕/注入/推阱(光刻版1)；

第三步：有源區(qū)光刻/刻蝕(光刻版2)；

第四步：多晶硅生長/光刻/刻蝕(光刻版3)；

第五步：P阱注入推阱；

第六步：N+源極光刻/注入(光刻版4)；

第七步：介質(zhì)淀積；

第八步：接觸孔光刻/刻蝕(光刻版5)；

第九步：金屬層光刻/刻蝕(光刻版6)。

當然，有些高壓器件還需要鈍化層保護，光刻版數(shù)會增加至七次。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種可以大幅降低制造成本的平面型功率MOS器件。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種平面型功率MOS器件，包括：半導體基板，半導體基板下部為重摻雜的第一導電類型襯底，上部為輕摻雜的第一導電類型漂移區(qū)；半導體基板上設置有由并聯(lián)的單胞組成陣列布置的中心區(qū)即單胞區(qū)、位于單胞陣列外圍的終端保護結(jié)構(gòu)，單胞陣列通過導電多晶硅連成一個整體，終端保護結(jié)構(gòu)包括位于內(nèi)圈的場限環(huán)區(qū)和位于外圍的截止環(huán)區(qū)，場限環(huán)區(qū)中設置有至少一個場限環(huán)，截止環(huán)區(qū)設置有至少一個截止環(huán)。

所述的中心區(qū)在第一導電類型漂移區(qū)內(nèi)間斷設置有至少一個柵極多晶硅區(qū)，所述的場限環(huán)區(qū)在第一導電類型漂移區(qū)內(nèi)間斷設置有至少一個場限環(huán)多晶硅區(qū)，所述的柵極多晶硅區(qū)、場限環(huán)多晶硅區(qū)與第一導電類型漂移區(qū)之間設有用于隔離的絕緣柵氧化層；相鄰的柵極多晶硅區(qū)之間、相鄰的場限環(huán)多晶硅區(qū)之間以及相鄰的柵極多晶硅區(qū)與場限環(huán)多晶硅區(qū)之間在第一導電類型漂移區(qū)內(nèi)分別設置有一個第二導電類型阱；中心區(qū)所對應的第二導電類型阱內(nèi)設置有兩個第一導電類型注入?yún)^(qū)；所述截止環(huán)區(qū)內(nèi)對應的第二導電類型阱內(nèi)設置有一個第一導電類型注入?yún)^(qū)；第一主面上覆蓋有絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層在兩兩柵極多晶硅區(qū)之間以及截止環(huán)區(qū)開設有接觸孔，中心區(qū)的絕緣介質(zhì)層和接觸孔中淀積有中心區(qū)金屬，形成源極，截止環(huán)區(qū)的絕緣介質(zhì)層和接觸孔中淀積有截止環(huán)金屬；第二主面上淀積有第二金屬，形成漏極。

所述的場限環(huán)區(qū)在第一導電類型漂移區(qū)間斷設置有至少兩個場限環(huán)多晶硅區(qū)。

本實用新型還提拱了一種可以減少光刻次數(shù)、從而降低制造成本的平面型功率MOS器件的制造方法，其步驟為：

a)在第一導電類型襯底上生長第一導電類型外延層即第一導電類型漂移區(qū)，形成半導體基板，第一導電類型外延層的表面為第一主面，第一導電類型襯底的表面為第二主面；

b)在第一主面上生長絕緣柵氧化層；

c)淀積導電多晶硅；

d)選擇性地掩蔽和刻蝕導電多晶硅，形成間斷的多晶硅體；間斷的多晶硅體包括：單胞區(qū)的MOS柵極多晶、場限環(huán)多晶和多晶阻擋塊，多晶阻擋塊的寬度不能太大，以保證后續(xù)注入在其兩邊的第二導電類型雜質(zhì)在推阱后能夠擴散在一起；同樣，多晶阻擋塊的寬度也不能太小，以保證后續(xù)注入在其兩邊的第一導電類型雜質(zhì)在推阱后不相接；

e)注入第二導電類型雜質(zhì)、并熱推阱，形成第二導電類型阱；此處由于推阱作用，位于多晶阻擋塊兩邊的第二導電類型雜質(zhì)會擴散相接，形成MOS的阱區(qū)：

f)淀積絕緣介質(zhì)層；

g)涂光刻膠，光刻顯影光刻膠形成孔刻蝕的掩膜結(jié)構(gòu)；

h)以g)步驟形成的掩膜，刻蝕絕緣介質(zhì)層，在單胞區(qū)中露出多晶阻擋塊；

去除光刻膠