[發明專利]耗盡型MOSFET器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201811104246.8
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109244123A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 朱袁正;周永珍
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種耗盡型MOSFET器件，包括：第一導電類型重摻雜襯底，以及在第一導電類型重摻雜襯底上形成的第一導電類型輕摻雜外延層，襯底和外延層構成形成半導體基板；半導體基板上包括有源區、柵極引出區和終端保護區；有源區位于半導體基板中央區域，柵極引出區位于有源區外側，終端保護區位于有源區和柵極引出區外圈；在有源區內，第一導電類型輕摻雜外延層上部有第二導電類型輕摻雜體區和溝槽狀的柵電極，柵電極兩側有第一導電類型耗盡層，柵電極頂部側面設有第一導電類型源極；柵電極與第一導電類型源極、第一導電類型耗盡層、第二導電類型輕摻雜體)、外延層通過柵氧層電絕緣；本發明工藝簡化，降低了成本。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法，尤其是一種耗盡型MOSFET器件的制造方法。

背景技術

MOSFET按導電方式可分兩大類：耗盡型與增強型，當柵壓為零時，導電溝道為開通狀態，有較大漏極電流的稱為耗盡型；當柵壓為零，導電溝道關閉，漏極電流也為零，必須在一定的柵壓之后溝道道通才有漏極電流的稱為增強型。

平面型MOSFET由于結構原因，器件元胞密度低，無法像溝槽型MOSFET一樣元胞高度集成，同比相同電流能力下芯片面積會較大；從工藝成本上看平面型MOSFET器件工藝步驟多，光刻次數多，晶圓生產成本相對高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種耗盡型MOSFET器件，以及制造方法，使用溝槽柵的結構，通過帶角度的離子注入工藝在有源區的柵極溝槽的兩個側壁形成耗盡層，工藝流程簡化，使用光刻板層數減少，降低芯片生產成本。本發明采用的技術方案是：

一種耗盡型MOSFET器件的制造方法，包括以下步驟：

步驟(a)，提供第一導電類型重摻雜襯底，并在第一導電類型重摻雜襯底上形成第一導電類型輕摻雜外延層；形成半導體基板；

步驟(b)，在半導體基板的第一導電類型輕摻雜外延層表面注入第二導電類型雜質離子，通過高溫退火形成第二導電類型輕摻雜體區；第二導電類型輕摻雜體區位于所述外延層上部，第二導電類型輕摻雜體區橫貫整個半導體基板；

步驟(c)，在第一導電類型輕摻雜外延層正面通過溝槽光刻、刻蝕形成多個陣列型的溝槽；所述溝槽包括位于半導體基板中央有源區內的柵極溝槽、有源區外側的柵極引出區內的柵極引出溝槽、有源區和柵極引出區外圈的分壓保護區內的分壓保護溝槽、分壓保護區外圈的截止保護區內的截止保護溝槽；其中，分壓保護溝槽和截止保護溝槽為環形結構；有源區內的柵極溝槽和柵極引出區內的柵極引出溝槽通過半導體基板端頭的橫向溝槽相互連通；

溝槽深度超過第二導電類型輕摻雜體區的深度；

步驟(d)，在上述溝槽結構內壁以及半導體基板表面生長絕緣氧化層；

步驟(e)，在有源區內注入第一導電類型雜質離子，離子注入工藝為帶角度注入，通過高溫退火激活形成第一導電類型耗盡層，第一導電類型耗盡層位于半導體基板中央有源區內的柵極溝槽側壁；

或先進行步驟(e)再進行步驟(d)；

步驟(f)，在半導體基板正面淀積多晶硅；多晶硅填充外延層內的溝槽，及覆蓋外延層表面；

刻蝕半導體基板正面的多晶硅，僅保留在溝槽內的多晶硅，同時保留半導體基板正面的絕緣氧化層；

在柵極溝槽內形成柵電極，在柵極引出溝槽內形成柵引出結構，在分壓保護溝槽內形成分壓保護環，在截止保護溝槽304內形成截止保護環；

步驟(g)，注入第一導電類型雜質，并退火激活；在有源區內第二導電類型輕摻雜體區上部形成第一導電類型源極；在截止保護區內截止保護環外側的第二導電類型輕摻雜體區上部形成第一導電類型子區；

步驟(h)，在外延層及溝槽多晶硅表面淀積絕緣介質層，并回流；