專利名稱：溝槽功率mos器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種溝槽功率MOS器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
典型的溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，硅片外延層I上形成有阱2，阱2內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)3，阱2的摻雜類(lèi)型同外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型相反，如阱2的摻雜類(lèi)型為N型，外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型為P型，或者阱2的摻雜類(lèi)型為P型，外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型為N型，所述阱2 (及外延層I)內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽外層形成有絕緣柵氧化層4，絕緣柵氧化層4內(nèi)填充多晶硅5到硅片上表面，多晶硅5同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極。一種典型的溝道功率MOS器件的制造方法，包括以下步驟:一.在硅片外延層I形成硬掩膜；二.在硅片外延層I上進(jìn)行深溝槽刻蝕，形成多個(gè)深溝槽；三.淀積柵氧化層4 ；四.淀積多晶硅5，使深溝槽內(nèi)多晶硅5高出硅片上表面；五.刻蝕多晶娃,使深溝槽內(nèi)多晶娃5與娃片上表面齊平；六.在硅片外延層I上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱2，阱2的摻雜類(lèi)型與硅片外延層I相反；七.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)3，源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型與阱2相反；八.淀積層間介質(zhì)；九.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)多晶硅5 ；十.通孔金屬填充，金屬連線形成；十一.鈍化層淀積/光刻/刻蝕。這種溝道功率MOS器件，影響器工作頻率有兩個(gè)關(guān)鍵因素，一是柵極電阻，二是柵氧電容。減小電容或電阻，都能有效的提高器件的工作頻率。而對(duì)于柵極電阻的調(diào)整，目前傳統(tǒng)的方法是通過(guò)增加?xùn)艠O多晶硅5的摻雜濃度來(lái)降低其阻值，但通過(guò)改變柵極多晶硅5摻雜濃度來(lái)改變柵極電阻，效果有限，無(wú)法大幅度減小柵極電阻。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問(wèn)題是使溝槽功率MOS器件的柵極電阻降低，提高溝槽功率MOS器件的工作頻率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N溝槽功率MOS器件，硅片外延層上形成有阱，阱內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)，阱的摻雜類(lèi)型同外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型相反，所述阱內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽壁上形成有絕緣柵氧化層，絕緣柵氧化層內(nèi)底部填充多晶硅，頂部填充硅化鎢到硅片上表面，硅化鎢同與金屬連線相連作為溝槽功率MOS器件柵極，溝槽內(nèi)硅化鎢的深度小于源極重?fù)诫s區(qū)的深度。所述溝槽可以形成在阱及外延層內(nèi)。較佳的，阱的摻雜類(lèi)型為N型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型。較佳的，阱的摻雜類(lèi)型為P型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)還提供了一種溝槽功率MOS器件的制造方法，包括以下步驟:一.在硅片外延層形成硬掩膜；二.在硅片外延層上進(jìn)行溝槽刻蝕，形成多個(gè)溝槽；三.淀積柵氧化層；四.淀積多晶硅；五.刻蝕多晶娃,使溝槽內(nèi)多晶娃低于娃片上表面；六.淀積硅化鎢；七、通過(guò)光刻蓋住溝槽，并用干法刻蝕硅化鎢，將溝槽外硅化鎢清除,保留溝槽內(nèi)硅化鎢；八.在硅片外延層上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱，阱的摻雜類(lèi)型與硅片外延層相反；九.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)，源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱相反，源極重?fù)诫s區(qū)的深度大于溝槽內(nèi)硅化鎢的深度；十.淀積層間介質(zhì)；十一.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)硅化鎢；十二.通孔金屬填充，金屬連線形成。本申請(qǐng)的溝槽功率MOS器件及其制造方法，在溝槽柵極多晶硅刻蝕時(shí)，適當(dāng)增加過(guò)刻蝕，使溝槽內(nèi)多晶硅低于硅片上表面，在溝槽內(nèi)形成一定的凹槽，隨后淀積硅化鎢，通過(guò)光刻、刻蝕的方法，選擇性保留溝槽內(nèi)柵極多晶硅上面的硅化鎢，去除其他部分硅化鎢則去除，將硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，由于溝槽內(nèi)多晶硅上面覆蓋有硅化鎢，通過(guò)硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，大大降低了溝槽功率MOS器件的柵極電阻，提高了溝槽功率MOS器件的工作頻率。


為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面對(duì)本申請(qǐng)所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是典型的溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本申請(qǐng)的溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本申請(qǐng)，并不用于限定本申請(qǐng)。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。實(shí)施例一溝槽功率MOS器件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，硅片外延層I上形成有阱2，阱2內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)3，阱2的摻雜類(lèi)型同外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型相反，如阱2的摻雜類(lèi)型為N型，外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型為P型，或者阱2的摻雜類(lèi)型為P型，外延層I及源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型為N型，所述阱2 (及外延層I)內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽壁上形成有絕緣柵氧化層4，絕緣柵氧化層4內(nèi)底部填充多晶硅5，頂部填充硅化鎢6到硅片上表面，硅化鎢6同與金屬連線相連作為溝槽功率MOS器件柵極，溝槽內(nèi)硅化鎢6的深度小于源極重?fù)诫s區(qū)3的深度。實(shí)施例二實(shí)施例一的溝道功率MOS器件的制造方法，包括以下步驟:—.在娃片外延層I形成硬掩膜；二.在硅片外延層I上進(jìn)行溝槽刻蝕，形成多個(gè)溝槽；三.淀積柵氧化層4 ；四.淀積多晶娃5 ；五.刻蝕多晶娃,使溝槽內(nèi)多晶娃5低于娃片上表面；六.淀積硅化鎢6 ；七、通過(guò)光刻蓋住溝槽，并用干法刻蝕硅化鎢6，將溝槽外硅化鎢6清除，保留溝槽內(nèi)娃化鶴6 ；八.在硅片外延層I上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱2，阱2的摻雜類(lèi)型與硅片外延層I相反；九.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)3，源極重?fù)诫s區(qū)3的摻雜類(lèi)型與阱2相反，源極重?fù)诫s區(qū)3的深度大于溝槽內(nèi)硅化鎢6的深度；十.淀積層間介質(zhì)；十一.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)硅化鎢6 ；十二.通孔金屬填充，金屬連線形成；十三.鈍化層淀積/光刻/刻蝕。本申請(qǐng)的溝槽功率MOS器件及其制造方法，在溝槽柵極多晶硅刻蝕時(shí)，適當(dāng)增加過(guò)刻蝕，使溝槽內(nèi)多晶硅低于硅片上表面，在溝槽內(nèi)形成一定的凹槽，隨后淀積硅化鎢，通過(guò)光刻、刻蝕的方法，選擇性保留溝槽內(nèi)柵極多晶硅上面的硅化鎢，去除其他部分硅化鎢則去除，將硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，由于溝槽內(nèi)多晶硅上面覆蓋有硅化鎢，通過(guò)硅化鎢同與金屬連線相連作為溝道功率MOS器件柵極，大大降低了溝槽功率MOS器件的柵極電阻，提高了溝槽功率MOS器件的工作頻率。以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溝槽功率MOS器件，其特征在于， 硅片外延層上形成有阱，阱內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)，阱的摻雜類(lèi)型同外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型相反，所述阱內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽壁上形成有絕緣柵氧化層，絕緣柵氧化層內(nèi)底部填充多晶硅，頂部填充硅化鎢到硅片上表面，硅化鎢同與金屬連線相連作為溝槽功率MOS器件柵極，溝槽內(nèi)硅化鎢的深度小于源極重?fù)诫s區(qū)的深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率MOS器件，其特征在于， 所述溝槽形成在阱及外延層內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽功率MOS器件，其特征在于，阱的摻雜類(lèi)型為N型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型為P型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽功率MOS器件，其特征在于，阱的摻雜類(lèi)型為P型，外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型為N型。
5.一種溝槽功率MOS器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 一.在娃片外延層形成硬掩膜； 二.在硅片外延層上進(jìn)行溝槽刻蝕，形成多個(gè)溝槽； 三.淀積柵氧化層； 四.淀積多晶娃; 五.刻蝕多晶娃，使溝槽內(nèi)多晶娃低于娃片上表面； 六.淀積硅化鎢； 七.通過(guò)光刻蓋住溝槽，并用干法刻蝕硅化鎢，將溝槽外硅化鎢清除，保留溝槽內(nèi)硅化鶴; 八.在硅片外延層上進(jìn)行雜質(zhì)注入形成阱，阱的摻雜類(lèi)型與硅片外延層相反； 九.利用光刻加離子注入形成源極重?fù)诫s區(qū)，源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型與阱相反，源極重?fù)诫s區(qū)的深度大于溝槽內(nèi)硅化鎢的深度； 十.淀積層間介質(zhì)； 十一.通孔光刻刻蝕，柵極通孔到達(dá)硅化鎢； 十二.通孔金屬填充，金屬連線形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溝槽功率MOS器件，其結(jié)構(gòu)是，硅片外延層上形成有阱，阱內(nèi)形成有源極重?fù)诫s區(qū)，阱的摻雜類(lèi)型同外延層及源極重?fù)诫s區(qū)的摻雜類(lèi)型相反，所述阱內(nèi)形成有多個(gè)溝槽，溝槽壁上形成有絕緣柵氧化層，絕緣柵氧化層內(nèi)底部填充多晶硅，頂部填充硅化鎢到硅片上表面，硅化鎢同與金屬連線相連作為溝槽功率MOS器件柵極，溝槽內(nèi)硅化鎢的深度小于源極重?fù)诫s區(qū)的深度。本發(fā)明還公開(kāi)了一種溝槽功率MOS器件的制造方法。本發(fā)明的溝槽功率MOS器件柵極電阻低，工作頻率高。
文檔編號(hào)H01L29/78GK103165669SQ20111040773
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者吳晶, 左燕麗 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司