[发明专利]一种超结半导体场效应管的制作方法及半导体装置有效

申请号：	201410383910.2	申请日：	2014-08-06
公开（公告）号：	CN105448722B	公开（公告）日：	2019-02-01
发明（设计）人：	马万里	申请（专利权）人：	北大方正集团有限公司;深圳方正微电子有限公司
主分类号：	H01L21/336	分类号：	H01L21/336;H01L29/78
代理公司：	北京同达信恒知识产权代理有限公司 11291	代理人：	黄志华
地址：	100871 北京市***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	第二保护层制作第一保护层半导体场效应管第一导电类型外延层超结刻蚀导电类型外延层半导体装置侧墙衬底半导体简化制作工艺侧墙保护侧壁去除优化
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【说明书】：

本发明公开了一种超结半导体场效应管的制作方法及半导体装置，用以优化制作流程，简化制作工艺，降低制作成本。所述超结半导体场效应管的制作方法，包括在半导体衬底上依次制作第一导电类型外延层、第一保护层；刻蚀没有第一保护层保护的第一导电类型外延层，形成第一沟槽；在形成有第一沟槽的半导体衬底上制作第二保护层；刻蚀第二保护层，在第一沟槽的侧壁形成第二保护层侧墙；刻蚀没有第一保护层和第二保护层侧墙保护的第一导电类型外延层，形成第二沟槽；在第二沟槽内制作第二导电类型外延层；去除第二保护层侧墙，在第一沟槽内制作第二导电类型外延层；第一沟槽的深度小于第二沟槽的深度；第一保护层的材料和第二保护层的材料不同。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种超结半导体场效应管的制作方法及半导体装置。

背景技术

超结结构的半导体器件，已成为器件发展的重要趋势，现有技术在超结金属氧化物半导体型场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)，即MOS管的制造中，其中一种做法是在N型外延层上刻蚀出深沟槽，然后在深沟槽中生长P型外延，然后进一步制作多晶硅栅极，在刻蚀的多晶硅窗口中进行P型体区的注入和驱入，从而形成P型体区。

具体地，如图1所示，在N型衬底10上生长N型外延层11，在N型外延层11上生长初始氧化层12，然后去除掉需要刻蚀深沟槽区域处的初始氧化层，刻蚀出深沟槽13，在深沟槽13内生长P型外延层20，如图2所示，然后将多余的P型外延层研磨抛光掉，如图3所示，之后再生长栅氧化层40，如图4所示，再在栅氧化层40上生长多晶硅栅极层41，然后刻蚀去除掉部分多晶硅栅极层，如图5所示，再进行P型离子的注入与驱入，由于多晶硅栅极层的厚度较厚，因此，有多晶硅栅极层覆盖的区域P型离子不会注入到其下方的N型外延层11中，无多晶硅栅极层覆盖的区域P型离子会注入到其下方的P型外延层20中，然后再对注入的P型离子进行高温驱入处理，在高温作用下，注入的P型离子会进行横向扩散，这样，就在P型外延层中形成了超结MOS的体区。如图6所示，在形成有多晶硅栅极层的N型衬底10上涂覆光刻胶，并对涂覆的光刻胶进行曝光、显影，最后形成图6所示的光刻胶60，然后再注入N型离子，在无多晶硅栅极层41和光刻胶60覆盖的区域，N型离子会注入到其下方的P型外延层中，形成N+源极区61，然后在图6所示的形成N+源极区的N型衬底上制作介质层70以及介质层之间的接触孔，最后在介质层上形成金属层71，如图7所示。

综上所述，现有技术在制作超结MOS的过程中，在形成P型体区时需要进行P型离子的注入与驱入，制作工艺复杂，且制造成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种超结半导体场效应管的制作方法及半导体装置，用以优化制作流程，简化制作工艺，降低制作成本。

本发明实施例提供的一种超结半导体场效应管的制作方法，包括：

在半导体衬底上制作第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层上通过构图工艺形成第一保护层；

刻蚀没有第一保护层保护的第一导电类型外延层，形成第一沟槽；

在形成有第一沟槽的半导体衬底上制作第二保护层；

刻蚀第二保护层，在第一沟槽的侧壁形成第二保护层侧墙；

刻蚀没有第一保护层和第二保护层侧墙保护的第一导电类型外延层，形成第二沟槽；

在第二沟槽内制作第二导电类型外延层；

去除第二保护层侧墙，在第一沟槽内制作第二导电类型外延层；

其中，所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度；所述第一保护层的材料和所述第二保护层的材料不同。