[發明專利]金屬氧化物半導體場效應管及其制造方法

在審

• 申請號: 201510749803.1
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105428316A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張瞾;康劍;任煒強;李杰
• 申請（專利權）人: 深圳深愛半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種金屬氧化物半導體場效應管，包括由多個相同的單原胞組成的單胞陣列，所述單原胞包括第一導電類型的襯底、所述襯底上的第二導電類型阱區、所述阱區內的第一導電類型摻雜區以及所述襯底上的分裂柵極，所述分裂柵極從一第一導電類型摻雜區延伸至相鄰的另一第一導電類型摻雜區上，其特征在于，所述分裂柵極包括襯底上的柵氧化層，所述柵氧化層上相互分離的第一多晶硅柵和第二多晶硅柵，填充于第一多晶硅柵和第二多晶硅柵之間并部分覆蓋第一和第二多晶硅柵、將第一和第二多晶硅柵間的間隙填充的填充氧化層，以及覆蓋所述第一多晶硅柵、第二多晶硅柵及填充氧化層的隔離介質氧化層；所述填充氧化層、第一和第二多晶硅柵是所述阱區的注入阻擋層和所述摻雜區的注入阻擋層；所述第一和第二導電類型為相反的導電類型。

2.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述單原胞還包括：

設于所述襯底上的第一導電類型的外延層；所述阱區設于所述外延層內，所述柵氧化層設于所述外延層上；

金屬層，覆蓋所述隔離介質氧化層、并與所述分裂柵極兩側的第一導電類型摻雜區和阱區電性連接。

3.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第一多晶硅柵和第二多晶硅柵的寬度均為1.5微米～5.5微米，高度均為0.4微米～1.2微米。

4.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述填充氧化層的厚度為1微米～2.5微米，所述柵氧化層的厚度為900埃～1500埃，所述隔離介質氧化層的厚度為2.5微米～3微米。

5.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

6.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述金屬氧化物半導體場效應管是功率平面型金屬氧化物半導體場效應管。

7.一種金屬氧化物半導體場效應管的制造方法，包括步驟：

提供在表面形成有場氧化層的晶圓，所述場氧化層將晶圓分隔成有源區和終端區域；

在晶圓表面形成柵氧化層；

在所述柵氧化層上形成多晶硅層；

對所述多晶硅層進行刻蝕，于單胞陣列的單原胞中形成相互分離的第一多晶硅柵和第二多晶硅柵；

形成部分覆蓋第一和第二多晶硅柵、并將第一和第二多晶硅柵間的間隙填充的填充氧化層；所述填充氧化層、第一和第二多晶硅柵一并作為后續的阱區注入和摻雜區注入的阻擋層；

以所述填充氧化層、第一多晶硅柵及第二多晶硅柵為阻擋層，分別注入第二導電類型雜質離子和第一導電類型雜質離子，并進行熱推阱，在所述柵氧化層下方形成第二導電類型的所述阱區，和所述阱區內第一導電類型的所述摻雜區；

形成覆蓋所述第一多晶硅柵、第二多晶硅柵及填充氧化層的隔離介質氧化層；所述單原胞的第一多晶硅柵、第二多晶硅柵、柵氧化層、填充氧化層、及隔離介質氧化層組成該單原胞的分裂柵極，所述單原胞在分裂柵極的兩側各設有一所述阱區和一所述摻雜區；所述第一和第二導電類型為相反的導電類型。

8.根據權利要求7所述的金屬氧化物半導體場效應管的制造方法，其特征在于，所述提供在表面形成有場氧化層的晶圓的步驟中，所述晶圓包括襯底和襯底上的外延層，所述場氧化層和柵氧化層形成于所述外延層表面，所述阱區形成于所述外延層內。

9.根據權利要求7所述的金屬氧化物半導體場效應管的制造方法，其特征在于，還包括刻蝕所述隔離介質氧化層，形成金屬層的接觸孔的步驟；以及形成覆蓋所述隔離介質氧化層、并通過所述接觸孔與分裂柵極兩側的摻雜區和阱區電性連接的金屬層的步驟。

10.根據權利要求7所述的金屬氧化物半導體場效應管的制造方法，其特征在于，所述注入第二導電類型雜質離子形成阱區的步驟中，注入劑量為1e15～8e15原子數/cm2。