[發明專利]一種SGT MOSFET器件及其接觸孔的制造方法

在審

• 申請號: 202110271647.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113035840A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 彭飛;趙毅;石亮
• 申請（專利權）人: 重慶萬國半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L23/60;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/768
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 張仁杰

本發明公開了一種SGT MOSFET器件及其接觸孔的制造方法，涉及功率半導體器件制造領域，包括如下步驟：A、柵極溝槽、源極溝槽、屏蔽柵溝槽以及預埋ESD溝槽；B、元胞結構的制備；C、離子注入制備ESD、體區、源區；D、柵極接觸孔、源極接觸孔、屏蔽柵接觸孔、ESD接觸孔的制作。本發明通過將ESD預埋入溝槽之中，減小柵極接觸孔、源極接觸孔、屏蔽柵接觸孔、ESD接觸孔的深度差，實現一次光刻工藝完成所有接觸孔的制作，減少了一道光刻工藝流程及一道生長ESD多晶硅的工藝流程，節約成本，降低了制造工藝的難度。

技術領域

本發明涉及功率半導體器件制造領域，具體涉及一種SGT MOSFET器件及其接觸孔的制造方法，尤其涉及一種帶有ESD(Electro-Static discharge)結構的SGT(Split-Gate-Trench，屏蔽柵極溝槽)MOSFET(金屬-氧化層半導體場效晶體管)接觸孔的制造方法。

背景技術

溝槽功率器件因具有低導通電阻，高集成度等優點，而被廣泛應用于電源管理領域。相對于溝槽MOSFET器件，SGT由于導通電阻與寄生電容小，集成度高等優點而受到市場青睞。

公開號為CN105702739B的中國發明專利公開了一種屏蔽柵溝槽MOSFET器件及其制造方法；公開號為CN108389858A的中國發明專利公開了集成ESD保護二極管的屏蔽柵溝槽MOSFET器件及其制造方法；公開號為CN107808903A的中國發明專利公開了一種屏蔽柵溝槽MOSFET器件及其制造方法。

現有帶有ESD的SGT結構在制造過程中均需要得到若干個接觸孔，如圖1所示，由于其特殊的結構，圖1中SGT的柵極接觸孔①、源極接觸孔②、屏蔽柵接觸孔③、ESD接觸孔④的深度差較大，想要通過一次光刻工藝完成上述接觸孔的工藝難度極大。

目前已知的工藝是通過多次光刻完成接觸孔的制作，至少進行兩次光刻才能完成所有接觸孔的制作；先通過一次光刻進行柵極接觸孔①、源極接觸孔②、屏蔽柵接觸孔③的制作，再通過第二次光刻進行ESD接觸孔④的制作。該方法至少需要兩次光刻工藝，工藝復雜，成本高。

發明內容

為解決現有技術中的缺陷，本發明的目的在于提供一種SGT MOSFET器件及其接觸孔的制造方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種SGT MOSFET器件的接觸孔的制造方法，包括如下步驟：

A、柵極溝槽、源極溝槽、屏蔽柵溝槽的制備以及預埋ESD溝槽；

B、元胞結構的制備；

C、離子注入制備ESD、體區、源區；

D、柵極接觸孔、源極接觸孔、屏蔽柵接觸孔、ESD接觸孔的制作。

優選地，所述步驟A具體包括如下步驟：

步驟S1、在硅基片的上表面化學氣相沉積外延層；所述外延層摻雜三價元素或五價元素，在外延層上表面沉積氧化層掩模；

步驟S2、在所述氧化層掩膜上表面旋涂光刻膠，通過黃光曝光定義溝槽圖形，通過干法蝕刻得到依次設置的預埋ESD溝槽、柵極溝槽、屏蔽柵溝槽、源極溝槽，蝕刻完成后去除光刻膠。

優選地，所述步驟S1中外延層采用單層或多層結構，其厚度為0.5～10微米；所述氧化層掩模的成分包括二氧化硅或氮化硅。

優選地，所述步驟B具體包括如下步驟：

步驟S3、在所述預埋ESD溝槽、柵極溝槽、屏蔽柵溝槽、源極溝槽上表面通過熱氧化法生長絕緣層，在所述絕緣層的上表面生長第一多晶硅層，所述第一多晶硅層完全填充溝槽；