[發(fā)明專利]一種削減光罩層數(shù)的半導(dǎo)體功率器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910376363.8
• 申請(qǐng)日: 2019-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN110047934A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁磊;侯宏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港凱思半導(dǎo)體有限公司;江蘇協(xié)昌電子科技股份有限公司;張家港凱誠(chéng)軟件科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 夏平

本發(fā)明提出一種削減光罩層數(shù)的半導(dǎo)體功率器件及其制備方法，其在半導(dǎo)體基板的第一導(dǎo)電類型外延層上表面開設(shè)第一溝槽和第二溝槽，第一溝槽和第二溝槽之間、第二溝槽相互之間的第一表面上均設(shè)置有硬掩膜層；第一溝槽內(nèi)壁及其外圍、第二溝槽內(nèi)壁及其外圍設(shè)有柵氧化層，第一溝槽內(nèi)、第二溝槽內(nèi)填滿導(dǎo)電多晶硅，第一溝槽及其外圍、第二溝槽及其外圍、硬掩膜層上方均覆蓋有絕緣介質(zhì)層；第一溝槽之間及其外圍、第二溝槽外圍均從上至下設(shè)有第一導(dǎo)電類型注入層和第二導(dǎo)電類型注入層；第一溝槽及其外圍上方的絕緣介質(zhì)層上覆蓋有金屬層。本發(fā)明在保證器件的性能和可靠性的基礎(chǔ)上，光罩層數(shù)減少至3層，有效降低制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種削減光罩層數(shù)的半導(dǎo)體功率器件及其制備方法。

背景技術(shù)

高電壓、大功率的溝槽型MOS器件產(chǎn)品依然在使用六層光刻甚至八層光刻的制造技術(shù)，其成本高、制造周期長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)力低。

現(xiàn)有中國(guó)專利ZL 201010003953.5中公開了《溝槽型大功率MOS器件及其制造方法》，涉及了一種利用6次光刻技術(shù)制造的溝槽型MOS器件；其基本工藝步驟包括：

(1)、場(chǎng)氧化層生長(zhǎng)

(2)、有源區(qū)刻蝕(光刻層次1)

(3)、保護(hù)環(huán)區(qū)域刻蝕、離子注入，熱處理形成終端保護(hù)結(jié)構(gòu)(光刻層次2)

(4)、硬掩膜生長(zhǎng)及選擇性刻蝕，定義溝槽刻蝕的區(qū)域(光刻層次3)

(5)、利用硬掩膜選擇性地進(jìn)行溝槽刻蝕

(6)、生長(zhǎng)柵氧化層，淀積導(dǎo)電多晶硅

(7)、刻蝕導(dǎo)電多晶硅

(8)、注入第二類型雜質(zhì)離子，熱處理形成第二類型阱層

(9)、光刻形成第一類型雜質(zhì)離子注入?yún)^(qū)域，注入第一類型雜質(zhì)離子，熱處理形成第一類型注入?yún)^(qū)(光刻層次4)

(10)、淀積絕緣介質(zhì)層

(11)、光刻定義引線孔區(qū)，刻蝕形成引線孔(光刻層次5)

(12)、淀積金屬層，光刻形成金屬電極(光刻層次6)

專利ZL 201010003953.5中發(fā)明的溝槽型MOS器件，采用六次光刻的制造技術(shù)，其制造成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)力低。

現(xiàn)有中國(guó)專利ZL 200710302461.4中公開了《一種深溝槽大功率MOS器件及其制造方法》，涉及了一種利用四次光刻技術(shù)制造的溝槽型功率MOS器件；其發(fā)明結(jié)構(gòu)如所述專利ZL 200710302461.4中圖4所示，其發(fā)明的基本思想為：一種溝槽型MOS器件，在俯視平面上，包含中心區(qū)的有源區(qū)和外圍的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)；所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由溝槽型的保護(hù)環(huán)及一個(gè)溝槽型的截止環(huán)組成；所述保護(hù)環(huán)的溝槽位于輕摻雜的第二導(dǎo)電類型注入層，深度深入第二導(dǎo)電類型注入層下方的第一導(dǎo)電類型注入層。

隨著溝槽型MOS器件設(shè)計(jì)和工藝的不斷成熟，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，降低器件的制造成本，提高器件的性能及可靠性日趨重要。在不影響器件性能的前提下，減少器件制造工藝中的光刻次數(shù)是降低器件成本的重要手段之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于：提供一種削減光罩層數(shù)的半導(dǎo)體功率器件，及該半導(dǎo)體功率器件的制備方法，制造工藝簡(jiǎn)單，有效降低了制造成本。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種削減光罩層數(shù)的半導(dǎo)體功率器件，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板包括重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型襯底和輕摻雜的第一導(dǎo)電類型外延層，第一表面為第一導(dǎo)電類型外延層的上表面；