[发明专利]一种提高平面VDMOS柵氧击穿的制造方法

说明书

本发明公开了一种提高平面VDMOS柵氧击穿的制造方法，其特征在于：包括外延层、阱区、源区、栅氧层、多晶层、多晶保形介质层、介质层和金属层。进行以下步骤：1)使用常规方法形成外延层。2)制备阱区和源区。3)进行栅氧层的淀积。4)进行多晶层的淀积和掺杂。5)进行多晶光刻刻蚀。6)使用低温LPCVD淀积SiO₂的方式，形成多晶保形介质层。所述多晶保形介质层的厚度为10nm～60nm。7)使用常规方法进行介质层的淀积。8)进行孔光刻刻蚀、溅射互连金属。9)互连金属光刻刻蚀、合金。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件领域，具体是一种提高平面VDMOS柵氧击穿的制造方法。

背景技术

垂直双扩散功率MOSFET(VDMOS：Vertical Double-diffusion Metal OxideSemiconductor)器件因其具有功耗低、开关速度快、驱动能力强、负温度系数等优点，而广泛用于应用于电机调速、逆变器、电子开关、汽车电器和电子镇流器等,是功率集成电路及功率集成系统的核心元器件之一。

作为MOS器件核心的栅氧工艺，其对器件的关键参数和长期可靠性有至关重要的作用。栅氧质量恶化会导致阈值电压漂移、栅漏电增加等问题，随着工艺尺寸的减小，栅氧的质量越发成为MOS器件的研究热点之一

栅氧击穿可以通过类似平板电容的测试结构来反映。如国家发明专利：“一种栅氧介质测试结构”，专利申请号：201410106620.3，介绍了一种短工艺流程即可实现的，基于衬底、栅极、栅氧层和多晶硅极板组成的类似平板电容的测试结构，可以精确的反映栅氧质量的好坏。在理想的平板电容结构中，栅氧击穿的大小只与栅氧的质量和厚度有关。

但对于实际的平面VDMOS器件，其真实的柵击穿实际由两个通路(如图1)决定：第一，与常规结构平板电容类似的多晶硅——栅氧——衬底阱区和源区通路；第二，经过多晶刻蚀、侧壁氧化、介质淀积和金属互联而形成的多晶硅——侧壁介质层——顶层金属回路。

在理想的情况下，回路二由于介质层厚度较大，并不是影响栅击穿的主要因素。但在实际的平面VDMOS加工流程中，我们通常在多晶刻蚀后的工艺中会采用多晶氧化或带氧气氛围的退火处理，在已掺杂和刻蚀的多晶硅表面形成多晶氧化层，防止被掺杂的多晶硅在后续的高温制程中暴露在外而导致杂质析出。而这会导致已刻蚀的多晶硅底部形成一个类似于鸟嘴的结构如图2，使得原本应该在多晶硅底部垂直分布的电场线在尖角处集中分布，降低了栅氧击穿。基于平面VDMOS加工过程的特点，常规的多晶氧化工艺或带氧气氛围的退火处理虽然规避了重掺多晶硅在高温制程中析出杂质的问题，但却导致了栅氧击穿的降低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种提高平面VDMOS柵氧击穿的制造方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种提高平面VDMOS柵氧击穿的制造方法，其特征在于：包括外延层、阱区、源区、栅氧层、多晶层、多晶保形介质层、介质层和金属层。

进行以下步骤：

1)使用常规方法形成外延层。

2)制备阱区和源区。

所述阱区位于外延层内，所述阱区的上表面与外延层的上表面共面。所述源区位于阱区内，所述阱区的上表面与外延层的上表面共面。

3)进行栅氧层的淀积。

所述栅氧层覆盖于外延层的上表面。所述栅氧层还覆盖于阱区之上的部分表面。

4)进行多晶层的淀积和掺杂。

所述多晶层覆盖于栅氧层的上表面。

5)进行多晶光刻刻蚀。

6)使用低温LPCVD淀积SiO₂的方式，形成多晶保形介质层。