[发明专利]一种超结MOSFET的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种超结MOSFET(金属-氧化物-半导体-场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的制备方法。

背景技术

超结MOSFET是一种结构特殊的功率MOSFET器件，相对于传统的功率MOSFET器件，它在击穿电压为600～800V时，其通态电阻可以降低5～10倍甚至更多。图1 a为常规的功率MOSFET的结构示意图，图1b为超结MOSFET的结构示意图，可以看出，超结MOSFET相对于常规的功率MOSFET，增加了P型漂移区(P Drift)，其中，P型漂移区的纵向尺寸相对较深，一般在50μm以上，但P型漂移区的横向尺寸相对较小，这样的结构为超结MOSFET的制造带来了很大的难度。

目前，制备超结MOSFET的工艺相对复杂，具体工艺步骤如下：

步骤1：在N型衬底的上表面形成N型外延层，如图2a所示；

步骤2：在N型外延层的表面生长氧化层，对氧化层进行刻蚀处理，形成氧化层窗口，如图2b所示；

步骤3：利用形成的氧化层窗口，在N型外延层上刻蚀出深沟槽，如图2c所示；

步骤4：去除N型外延层表面上形成氧化层窗口的氧化层，如图2d所示；

步骤5：在刻蚀出的深沟槽中沉积P型外延层，该P型外延层会填满深沟槽，如图2e所示；

步骤6：使用化学机械抛光工艺，将高出于深沟槽和N型外延层的P型外延层研磨掉，这样，填充在深沟槽里的P型外延层就会形成P型漂移区，如图2f所示；P型漂移区的存在提高了MOSFET器件的耐压性能；

步骤7：在N型外延层上形成栅氧化层和多晶层，如图2g所示；

步骤8：对多晶层进行刻蚀处理后，在栅氧化层上形成栅极，如图2h所示；

步骤9：对形成栅极的栅氧化层注入P型离子，P型离子穿过栅氧化层到达N型外延层，形成P型体区，如图2i所示；

步骤10：在形成P型体区后，对栅极和栅氧化层注入N型离子，N型离子会穿过栅氧化层到达P型体区，形成N型源区，如图2g所示；并且，残留在栅极中的N型离子会使得栅极电阻降低；

步骤11：在栅极的表层上生长介质层，并在介质层上刻蚀出接触孔，如图2k所示；其中，接触孔的位置为虚线框所示；

步骤12：在刻蚀出的接触孔内沉积源极金属层，形成源极；在N型衬底的下表面沉积漏极金属层，形成漏极，如图2l所示。

上述现有技术中的超结MOSFET的制备方法，制作流程复杂，生产成本较高，并且，在步骤6中必须采用成本较高的化学机械抛光工艺，才能将高出于深沟槽和N型外延层的P型外延层研磨掉，也增加了生产成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种超结MOSFET的制备方法，用以优化现有技术中超结MOSFET复杂的制作工艺流程，降低生产成本。

本发明实施例提供的一种超结MOSFET的制备方法，包括：

在N型衬底的上表面制备N型外延层，并在所述N型外延层上刻蚀出深沟槽；

在刻蚀出深沟槽的N型外延层上制备P型外延层，其中，所述P型外延层填满所述深沟槽的部分作为P型漂移区；

在所述P型外延层高出于所述N型外延层的预先定义为N型区域的部分，注入N型离子，形成N型区域，所述P型外延层高出于所述N型外延层和所述P型漂移区且被所述N型区域隔开的部分形成P型体区；

在所述P型体区和N型区域上制备栅氧化层和多晶层，并对所述多晶层进行刻蚀，形成栅极；

在所述P型体区的预先定义为N型源区的部分注入N型离子，形成N型源区；

在栅极上制备介质层，并制备源极和漏极。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种超结MOSFET的制备方法，在刻蚀出深沟槽的N型外延层上制备P型外延层，使用P型外延层填满深沟槽的部分直接作为P型漂移区，使用P型外延层高出于P型漂移区和N型外延层的部分制备P型体区，即在P型外延层预先定义为N型区域的部分注入N型离子，得到N型区域，这样，P型外延层高出于N型外延层和P型漂移区的部分被形成的N型区域隔开，形成了各P型体区。通过优化P型漂移区和P型体区的形成过程，能够简化超结MOS的制作流程，降低生产成本，并且，避免使用成本较高的化学机械抛光工艺，也能降低生产成本。

附图说明

图1a为现有技术中常规的功率MOSFET的结构示意图；

图1b为现有技术中超结MOSFET的结构示意图；