[发明专利]功率MOS晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种功率MOS晶体管的制造方法。

背景技术

当今功率MOS器件已成为功率器件发展的主流，由于对于功率器件具有大电流及低开关损耗的要求，因此深沟槽型大功率MOS器件成为功率MOS器件的主流。

随着功率MOS器件更多的应用到通讯设备、个人便携式电子设备上，对于功率MOS器件可靠性能的要求也逐渐提高。在工艺技术上，需要不断缩小原胞的尺寸，提高原胞集成度。

请参见图1，其所示为现有技术中深沟槽大功率MOS晶体管的主要制造工艺流程图：

S110在生长有外延层的基底上形成沟槽；

S120在沟槽中形成栅氧化层；

S130在沟槽中成长多晶硅，并回刻，形成大功率MOS晶体管的栅极；

S140在基底上相邻栅极的区域通过光刻、离子注入形成源区；

S150在相邻两个MOS晶体管的源区的基底上通过光刻工艺形成接触孔；

S160金属溅射。

由上述可知，现有技术中，接触孔的制造工艺比较复杂，需要通过光刻工艺进行，制程步骤较为繁琐，且需使用光刻胶及相应光刻设备，导致在实际操作过程中难以精确控制，增加制造成本。

此外，随着器件的横向和纵向尺寸的进一步缩小，接触孔也逐渐变小，其电阻率会变大且不稳定，接触区的大电阻率也导致了器件UIS(非钳位感应尖峰效应)特性的降低。因此对于深沟槽结构大功率MOS晶体管的接触区的要求变得越来越高，甚至成为影响该种结构大功率MOS晶体管尺寸进一步缩小及性能进一步提高的重要因素。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中，在功率MOS晶体管的制造工艺中，形成接触孔的工艺步骤较为繁琐，导致制造难度增加，成本提成等技术问题。

有鉴于此，本发明提供一种功率MOS晶体管的制造方法，包括以下步骤：

在生长有外延层的基底上形成沟槽；

在所述沟槽中形成栅氧化层；

在所述沟槽中成长高出所述沟槽的多晶硅；

通过化学机械研磨对所述多晶硅进行平整化，形成高出所述沟槽的栅极；

在所述基底上相邻栅极的区域通过光刻、离子注入形成源区；

在相邻两个MOS晶体管的栅极的凸出部分的侧壁及所述源区形成侧墙，定义接触区；

通过刻蚀在所述接触区形成接触孔；

金属溅射。

进一步的，在所述生长有外延层的基底上沉积一层硬掩模，通过光刻工艺形成所述沟槽。

进一步的，以所述硬掩模作为侧壁在所述沟槽中沉积多晶硅，形成高出所述沟槽的所述多晶硅。

进一步的，所述侧墙为氧化硅层或氮化硅层。

进一步的，通过化学气相淀积或物理淀积在所述侧壁及所述源区形成侧墙。

进一步的，所述栅极高出所述沟槽的范围为200至5000埃。

综上所述，本发明提供的功率MOS晶体管的制造方法是利用在MOS晶体管凸出栅极的侧壁上形成侧墙来定义接触区，从而形成接触孔，大大简化了接触孔的制造步骤，减少了光刻胶的使用和相应光刻设备的使用，大大降低了制造难度和制造成本。此外本发明采用晶体管栅极凸出结构，可使功率MOS晶体管的栅极高出沟槽，在不增加栅极电容的情况下，大大增加了栅极的截面积，减小了栅极电阻，可有效提高大功率MOS晶体管的频率特性，而且为深沟槽结构大功率MOS晶体管尺寸的进一步缩小提供了可能。

附图说明

图1所示为现有技术中深沟槽大功率MOS晶体管的主要制造工艺流程图；

图2所示为本发明一实施例提供的功率MOS晶体管的制造方法流程图；

图3A至图3G所示为本发明一实施例提供的制造功率MOS晶体管的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，给出较佳实施例并结合附图，对本发明作进一步说明。

请参见图2，其所示为本发明一实施例提供的功率MOS晶体管的制造方法流程图。

请结合参见图3A至图3F，该方法包括以下步骤：

S210在生长有外延层的基底100上形成沟槽110。

如图3A所示，在进行沟槽刻蚀时，先通过化学气相淀积(CVD)在基底100上形成硬掩模180(例如二氧化硅或者二氧化硅加氮化硅)，然后涂覆涂光刻胶，进行曝光，刻蚀，去除光刻胶，形成沟槽110。

S220在所述沟槽110中形成栅氧化层120。