[发明专利]VDMOS功率器件的制备方法及VDMOS功率器件

说明书

本发明提供了一种VDMOS功率器件的制备方法和一种VDMOS功率器件，其中，所述制备方法包括：在形成有外延层的衬底上依次生长栅氧层和多晶栅极，并对所述多晶栅极进行氧化处理，以形成氧化层；在所述氧化层上生成一层氮化硅层，以形成目标衬底结构；在所述目标衬底结构的基础上完成VDMOS功率器件的制备。通过本发明的技术方案，可以有效地优化传统VDMOS功率器件的生产工艺流程，解决Spacer工艺刻蚀过程中由于工艺窗口窄小导致的功率器件电性参数失效的问题，既能保证功率器件的高性能，也能降低工艺成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种VDMOS功率器件的制备方法和一种VDMOS功率器件。

背景技术

垂直双扩散金属-氧化物半导体晶体管(VDMOS，Vertical Double-DiffusedMetal Oxide Semiconductor)兼有双极晶体管和普通MOS功率器件的优点，无论开关应用还是线性应用，VDMOS功率器件都是理想的功率器件。VDMOS功率器件主要用于电机调速、逆变器、不间断电源、电子开关、高保真音响、汽车电器和电子镇流器等。VDMOS功率器件分为增强型VDMOS功率器件和耗尽型VDMOS功率器件。

随着半导体设计领域以及半导体工艺领域的发展，目前的VDMOS功率器件已经向着低成本、高性能领域发展，如何在保证高性能的前提下，尽可能的压缩成本，成为各个设计公司以及代工厂的主要课题。器件的生产成本通常是根据光刻次数核算的，因此，随着工艺领域的发展，尽量减少器件生产过程中的光刻次数，成为目前的主流方案。

目前VDMOS功率器件的制备方法如图1a至1i所示，具体包括以下步骤：

(1)如图1a所示，按传统工艺在N型外延层上生长功率器件的栅氧层和多晶栅极，其中，通常栅氧层采用热氧化的方式生长，厚度通常为200埃-2000埃不等，多晶栅极的厚度通常为3000埃-10000埃，优选为6000埃。

(2)如图1b所示，对多晶栅极进行氧化处理，得到的氧化层的厚度为5000埃，氧化过程中，多晶栅极会被反应掉3000埃左右。

(3)如图1c所示，在氧化层上生长一层光刻层，以根据该光刻层对氧化层、多晶栅极和栅氧层进行光刻处理。

(4)如图1d所示，在光刻层的阻挡下，对氧化层、多晶栅极和栅氧层进行刻蚀处理，并在刻蚀完成后去除光刻层。

(5)如图1e所示，完成功率器件的体区自对准注入以及驱入，源区自对准注入。

(6)如图1f所示，做LPTEOS Spacer(LPTEOS主要用于Spacer，Spacer工艺用于源漏区注入的自对准和减少由于源漏横向扩散形成的沟道效应)淀积，采用LPCVD(LowPressure Chemical Vapor Deposition，低压化学气相沉积法)方式，在器件表面淀积一层TEOS(四乙氧基硅烷)，通常厚度为3000埃-4000埃。

(7)如图1g所示，对TEOS层做LPTEOS刻蚀，整片刻蚀，刻蚀后氧化层、多晶栅极和栅氧层侧壁的TEOS层会保留下来。

此步工艺是最难的，若要保证源区表面的TEOS层被刻蚀干净，则必须添加一定量得Over Etch(过刻)，此时由于多晶栅极表面氧化层刻蚀速率和TEOS层刻蚀速率不一致(TEOS层会更快)，因此多晶栅极侧壁的TEOS层会更快的被刻蚀掉，最坏的情况会变成如图1h所示，此时多晶栅极已经暴露在外面，后续填充金属后，就会直接导致器件栅极和源极短路，器件失效。

(8)如图1i所示，对经LPTEOS刻蚀处理的器件做自对准硅孔刻蚀，并完成金属连接。

因此，如何优化传统VDMOS功率器件的生产工艺流程，解决Spacer工艺刻蚀过程中由于工艺窗口窄小导致的功率器件电性参数失效的问题，既能保证功率器件的高性能，也能降低工艺成本，成为亟待解决的问题。