[发明专利]一种分裂栅型沟槽MOS器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种分裂栅型沟槽MOS器件及其制备方法，包括如下步骤：1)提供一半导体衬底；2)利用第一掩膜板形成多个沟槽，并形成第一氧化层，于沟槽内沉积源极多晶硅；3)利用第二掩膜板定义出有源区和终端区，并于终端区的半导体衬底表面沉积光阻层，刻蚀所述第一氧化层，于沟槽中形成开口，去除所述光阻层以及第一氧化层；4)于开口形成第二氧化层，并沉积栅极多晶硅；5)于半导体衬底中形成体区，并利用第三掩膜板形成源区；6)沉积介质层，并利用第四掩膜板形成电极接触孔；7)沉积金属层，利用第五掩膜板分离源极电极和终端电极。本发明的提供的分裂栅型沟槽MOS器件的制备方法，通过节省光刻制程，简化了工艺。

技术领域

本发明属于信息电子材料与器件技术领域，特别是涉及一种分裂栅型沟槽MOS器件及其制备方法。

背景技术

沟槽型功率MOSFET是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件，它采用沟槽型栅极结构场效应管，它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高、驱动电流小的优点，还具有耐压高、工作电流大、输出功率高、跨导线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管的优点集于一身，因此在开关电源、逆变器、电压放大器、功率放大器等电路中获得广泛应用。因此，高击穿电压、大电流、低导通电阻丝功率MOSFET的最为关键的指标。

目前，功率MOS器件的结构已经适用于大多数功率MOSFET的应用中，并且器件的特性不断地接近硅材料的一维限制。降低表面电场技术的提出，可以令击穿电压为600V的功率沟槽MOS器件超过硅材料的一维限制。分裂栅型沟槽MOS器件结构，可以等比例缩小的30V左右的低压下超过硅材料的一维限制。因此，分裂栅型沟槽MOS器件在低、中压(20～200V)范围内，拥有较低的正向导通电阻，占有明显的优势。但因普通的分裂栅型沟槽MOS器件既有源极多晶硅又有栅极多晶硅，所以比一般的沟槽型MOS器件制作过程更为复杂，光罩层数更多。

因此，如何减少光罩层数、简化工艺，已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分裂栅型沟槽MOS器件及其制备方法，用于解决现有技术中分裂栅型沟槽MOS器件制作过程复杂，光罩层数更多的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种分裂栅型沟槽MOS器件的制备方法，包括如下步骤：

1)提供一半导体衬底，包含衬底基板以及位于所述衬底基板上方的外延层，所述半导体衬底为第一掺杂类型；

2)利用第一掩膜板于所述外延层中形成多个具有第一深度的沟槽，并于所述沟槽的底面和侧壁以及所述半导体衬底的表面形成第一氧化层，于所述沟槽内沉积源极多晶硅以充满所述沟槽；

3)利用第二掩膜板定义出有源区和终端区，并于所述终端区的半导体衬底表面沉积光阻层，依次刻蚀所述有源区的沟槽内的源极多晶硅及位于所述沟槽侧壁与所述半导体衬底表面的所述第一氧化层，于所述沟槽中形成具有第二深度的开口，之后去除所述光阻层以及所述半导体衬底表面的所述第一氧化层，其中，所述第二深度小于所述第一深度；

4)于所述开口的侧壁和底面以及半导体衬底表面形成第二氧化层，并沉积栅极多晶硅以充满所述开口；

5)于所述半导体衬底邻接所述沟槽上部的区域中进行第二掺杂类型的离子注入，以形成体区，并利用第三掩膜板于所述有源区的体区中进行第一掺杂类型的离子注入，以形成具有第一掺杂类型的源区，其中所述第三掩膜板遮蔽所述终端区；

6)于步骤5)形成的器件表面沉积介质层，并利用第四掩膜板采用刻蚀工艺形成电极接触孔；

7)于步骤6)形成的器件表面沉积金属层，填充所述电极接触孔并覆盖所述介质层，利用第五掩膜板分离源极电极和终端电极)。

可选地，所述的分裂栅型沟槽MOS器件的制备方还包括在步骤7)之后利用第六掩膜板进行表面钝化的步骤。