[发明专利]金属层作为源区的P型MOSFET结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属层作为源区的P型MOSFET结构及其制备方法，包括自下而上依次设置的P型基片、P‑型外延层、外延层表面注入N型杂质形成的沟道区、与外延层表面形成肖特基接触作为源区的金属层以及介质层，所述介质层、金属层、沟道区和P‑型外延层内设有填充有P型重掺杂多晶硅的沟槽，该P型重掺杂多晶硅四周包覆有一层栅氧。本发明将肖特基金属作为源区相比于现有技术中将多晶硅作为源区，因金属层铺在整个外延层表面，可改善电流均匀性，提升散热效率；还能避免多晶硅和硅表面形成的栅氧厚度不一可能导致的结构缺陷。

技术领域

本发明涉及一种MOSFET结构以及制备方法，尤其涉及一种金属层作为源区的P型MOSFET结构及其制备方法。

背景技术

沟槽MOSFET是近年来发展的新一代功率MOSFET，以P型沟槽MOSFET元胞为例，简要工艺流程如下：首先在P-外延层表面刻蚀出沟槽，沟槽内生长栅氧化层，淀积填充满P型重掺杂多晶硅形成栅极；然后外延层表面注入磷离子加热扩散后形成N-沟道区，再低能量注入硼离子后扩散形成P+源区；外延层表面刻蚀出接触孔，填充金属，连接沟道区和源区，背面P+衬底作为漏区。因P型MOSFET与传统MOSFET相比具有开关速度快、低导通电阻、高耐压、大电流和热稳定性好等优点，现已经得到广泛应用。如今沟槽MOSFET源区形成的工艺，一般都是在沟道注入后，在外延层表面通过离子注入，注入低能量重掺杂的杂质，再经过热扩散形成。这样形成的源区宽度受到源区和沟道区离子注入的能量以及剂量影响，不易控制，很可能出现源区过窄或者沟道过短，因此影响MOSFET器件性能。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种金属层作为源区的P型MOSFET结构，本发明在外延层表面淀积一层金属与外延层形成肖特基接触作为源极区，改善电流均匀性，提升散热效率。

本发明的第二目的是提供该金属层作为源区的P型MOSFET结构的制备方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种金属层作为源区的P型MOSFET结构包括自下而上依次设置的P型基片、P-型外延层、外延层表面注入N型杂质形成的沟道区、与外延层表面形成肖特基接触作为源区的金属层以及介质层，所述介质层、金属层、沟道区和P-型外延层内设有填充有P型重掺杂多晶硅的沟槽，该P型重掺杂多晶硅四周包覆有氧化层。

其中，所述介质层、金属层和沟道区内还设有接触孔沟槽，该接触孔沟槽底部注入有N型杂质，接触孔沟槽内淀积有接触金属。

优选的，所述接触孔沟槽位于两沟槽之间。

再者，所述接触孔沟槽的底部不超过沟道区结深。

进一步，所述介质层上方淀积有形成源极和栅极电极的顶层金属

优选的，所述P型基片的背面淀积有形成漏极电极的背面金属。

再者，所述金属层为钛金属层。

本发明一种金属层作为源区的P型MOSFET结构的制备方法，包括如下步骤：

(1)、根据MOSFET的特性需求选择外延圆片，该圆片由P+基片和P-外延层组成，在基片上进行外延生长形成一外延层；

(2)、在外延层上淀积一层氧化物掩蔽层，进行沟槽光刻，并对掩蔽层进行刻蚀，形成刻蚀窗口；

(3)、利用掩蔽层对刻蚀窗口进行沟槽刻蚀，在掩蔽层的掩蔽作用下形成沟槽；

(4)、对外延层表面和沟槽内壁表面进行牺牲氧化，并去掉表面氧化层；在沟槽和外延层表面形成一层氧化层即为栅氧；

(5)、淀积P型重掺杂多晶硅，将沟槽填充满并刻蚀掉多余的多晶硅，多晶硅高于外延层表面；