本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種DMOS器件有源區(qū)的制作方法及DMOS器件。

背景技術(shù)：

DMOS器件是使用擴(kuò)散來形成晶體管區(qū)域的一種MOSFET。MOSFET是廣泛應(yīng)用的功率開關(guān)器件，其具有輸入阻抗高、低損耗、開關(guān)速度快、無二次擊穿、安全工作區(qū)寬、動態(tài)性能好等優(yōu)點。

在現(xiàn)有的一些要求反向電流流過有源開關(guān)器件的功率開關(guān)電路中，MOSFET必須反向?qū)?，例如，用于調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的直流到交流的逆變器開關(guān)電源，以及用于電動機(jī)控制的、具有再生制動的直流變換器等。

然而，傳統(tǒng)工藝制造的MOSFET器件的漂移區(qū)的壽命比較長，且P阱區(qū)內(nèi)有大量的反向恢復(fù)電荷，導(dǎo)致反向恢復(fù)時間較長。當(dāng)功率MOSFET用來做要求反向電流流過有源開關(guān)器件的功率開關(guān)電路中的功率開關(guān)器件時，由于其反向恢復(fù)很慢，很容易造成功率器件失效，甚至損壞電路的現(xiàn)象。

綜上，在高頻應(yīng)用中，采用現(xiàn)有技術(shù)所制作的DMOS器件由于反向恢復(fù)時間較長，表現(xiàn)出較低的開關(guān)速度，導(dǎo)致出現(xiàn)各種不良情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種DMOS器件有源區(qū)的制作方法及DMOS器件，用以解決采用現(xiàn)有技術(shù)所制作的DMOS器件由于反向恢復(fù)時間較長，表現(xiàn)出較低的開關(guān)速度，導(dǎo)致出現(xiàn)各種不良情況的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供的一種DMOS器件有源區(qū)的制作方法，包括：

在N型襯底上依次形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層；

刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域和凹槽；所述柵極區(qū)域為相鄰凹槽間的所述摻雜的多晶硅層和位于所述摻雜的多晶硅層下方的所述柵氧化層；

注入P型離子在所述凹槽對應(yīng)的N型外延層內(nèi)形成P型體區(qū)；

注入N型離子在所述P型體區(qū)內(nèi)形成N型源區(qū)；

至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域；

淀積第一金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)；

形成源極和漏極。

較佳地，所述刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域及凹槽，包括：

形成交替設(shè)置的多個柵極區(qū)域和多個凹槽；

將所述多個凹槽中相鄰的兩個凹槽歸入一組，每個溝槽僅屬于一組；

至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域，包括：

刻蝕每組凹槽間的柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域。

較佳地，所述至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域之前，包括：

淀積介質(zhì)層；

所述至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域，包括：

刻蝕所述介質(zhì)層至所述N型外延層，形成源極接觸區(qū)域及肖特基接觸區(qū)域；

所述第一金屬層在所述源極接觸區(qū)域形成源極。

較佳地，所述淀積第一金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)之后，包括：

在所述第一金屬層上淀積第二金屬層；

在所述N型襯底背向所述N型外延層一側(cè)淀積第三金屬層，形成漏極。

較佳地，所述刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成凹槽，包括：

在所述摻雜的多晶硅層上淀積掩膜層；

確定需要形成所述凹槽的區(qū)域；

對所述凹槽區(qū)域的掩膜層進(jìn)行刻蝕，使得掩膜層上形成初始凹槽；

刻蝕所述初始凹槽區(qū)域的所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成凹槽。

較佳地，所述在N型襯底上依次形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層，包括：

在所述N型外延層上生長初始氧化層；

去除所述有源區(qū)區(qū)域的所述初始氧化層。

本發(fā)明實施例提供一種雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體DMOS器件，包括終端區(qū)和有源區(qū)，所述有源區(qū)至少包括：

設(shè)置于所述N型襯底上的N型外延層，所述N型外延層內(nèi)形成有P型體區(qū)及位于所述P型體區(qū)內(nèi)的N型源區(qū)；

設(shè)置于所述N型外延層上的柵極區(qū)域；兩個相鄰的柵極區(qū)域構(gòu)成一個柵極組，至少一個柵極組內(nèi)的兩個柵極區(qū)域間設(shè)置有肖特基接觸區(qū)；

設(shè)置于所述N型外延層和所述柵極區(qū)域之上的第一金屬層以及設(shè)置于所述柵極區(qū)域和所述第一金屬層之間的介質(zhì)層；所述第一金屬層在所述N型源區(qū)上形成源極，所述第一金屬層在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)。

較佳地，每個柵極組內(nèi)的兩個柵極區(qū)域間均設(shè)置有肖特基接觸區(qū)。

較佳地，還包括：

設(shè)置于所述第一金屬層上的第二金屬層；設(shè)置于所述N型襯底背向所述N型外延層一側(cè)的第三金屬層，形成漏極。

較佳地，所述第一金屬層為鎳、鈷、鈦、鉑或其任意組合的合金。

本發(fā)明實施例中通過在N型襯底上形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層，刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域及凹槽，所述柵極區(qū)域為相鄰凹槽間的所述摻雜的多晶硅層和位于所述摻雜的多晶硅層下方的所述柵氧化層；向所述凹槽注入P型離子在所述N型外延層內(nèi)形成P 型體區(qū)；向所述凹槽注入N型離子在所述P型體區(qū)內(nèi)形成N型源區(qū)；至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域；淀積金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)，形成源極和漏極。本發(fā)明實施例中在向凹槽注入N型離子形成N型源區(qū)的過程中，省略光罩，采用全面注入的方式，從而能夠在后續(xù)步驟中通過至少刻蝕一個柵極區(qū)域，使得金屬層與N型外延層形成肖特基接觸區(qū)。當(dāng)DMOS器件工作在正向?qū)〞r，肖特基接觸區(qū)與二極管區(qū)分流，形成多數(shù)載流子電流，因此減少了在漂移區(qū)的存儲電荷，以及反向恢復(fù)電荷；當(dāng)DMOS器件處在反向阻斷狀態(tài)時，肖特基接觸區(qū)受到相鄰P型體區(qū)的電場保護(hù)，由于相鄰P型體區(qū)的耗盡層擴(kuò)展，肖特基接觸面下的N-區(qū)被夾斷，因此降低了肖特基接觸的電場，提升了肖特基接觸擊穿電壓和減小了漏電流，從而使此結(jié)構(gòu)的DMOS器件滿足應(yīng)用時的擊穿電壓和漏電要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種DMOS器件有源區(qū)的制作方法所對應(yīng)的流程示意圖；

圖2-圖8本發(fā)明實施例提供的DMOS器件有源區(qū)制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種DMOS器件有源區(qū)的制作方法所對應(yīng)的流程示意圖，該方法包括：

步驟101，在N型襯底上依次形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層；

步驟102，刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域和凹槽；所述柵極區(qū)域為相鄰凹槽間的所述摻雜的多晶硅層和位于所述摻雜的多晶硅層下方的所述柵氧化層；

步驟103，注入P型離子在所述凹槽對應(yīng)的N型外延層內(nèi)形成P型體區(qū)；

步驟104，注入N型離子在所述P型體區(qū)內(nèi)形成N型源區(qū)；

步驟105，至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域；

步驟106，淀積第一金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)；

步驟107，形成源極和漏極。

本發(fā)明實施例中的DMOS器件包括有源區(qū)和終端區(qū)，步驟101中，在N型襯底上依次形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層，包括：在所述N型外延層上生長初始氧化層；去除所述有源區(qū)區(qū)域的初始氧化層，保留所述終端區(qū)區(qū)域的初始氧化層。

具體地，在步驟102中，刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成凹槽，包括：在所述摻雜的多晶硅層上淀積掩膜層；確定需要形成所述凹槽的區(qū)域；對所述凹槽區(qū)域的掩膜層進(jìn)行刻蝕，使得掩膜層上形成初始凹槽；刻蝕所述初始凹槽區(qū)域的所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成凹槽。

較佳地，在步驟102中，通過刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成交替設(shè)置的多個柵極區(qū)域和多個凹槽；將所述多個凹槽中相鄰的兩個凹槽歸入一組，每個溝槽僅屬于一組；相應(yīng)地，在步驟105中，至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域，包括：刻蝕每組凹槽間的柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域。

本發(fā)明實施例中，在步驟105之前，所述至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域之前，還包括：淀積一層介質(zhì)層；相應(yīng)地，在步驟105中，所述至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域，包括：刻蝕所述介質(zhì)層至所述N型外延層，形成源極接觸區(qū)域及肖特基接觸區(qū)域；其中，第一金屬層在所述源極接觸區(qū)域形成源極。

進(jìn)一步地，在步驟106中淀積第一金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)之后，還包括：在第一金屬層上淀積第二金屬層；在所述N型襯底背向所述N型外延層一側(cè)淀積第三金屬層，形成漏極。

本發(fā)明實施例中通過在N型襯底上形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層，刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域及凹槽，所述柵極區(qū)域為相鄰凹槽間的所述摻雜的多晶硅層和位于所述摻雜的多晶硅層下方的所述柵氧化層；向所述凹槽注入P型離子在所述N型外延層內(nèi)形成P型體區(qū)；向所述凹槽注入N型離子在所述P型體區(qū)內(nèi)形成N型源區(qū)；至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域；淀積金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)，形成源極和漏極。本發(fā)明實施例中在向凹槽注入N型離子形成N型源區(qū)的過程中，省略光罩，采用全面注入的方式，從而能夠在后續(xù)步驟中通過至少刻蝕一個柵極區(qū)域，使得金屬層與N型外延層形成肖特基接觸區(qū)。當(dāng)DMOS器件工作在正向?qū)〞r，肖特基接觸區(qū)與二極管區(qū)分流，形成多數(shù)載流子電流，因此減少了在漂移區(qū)的存儲電荷，以及反向恢復(fù)電荷；當(dāng)DMOS器件處在反向阻斷狀態(tài)時，肖特基接觸區(qū)受到相鄰P型體區(qū)的電場保護(hù)，由于相鄰P型體區(qū)的耗盡層擴(kuò)展，肖特基接觸面下的N-區(qū)被夾斷，因此降低了肖特基接觸的電場，提升了肖特基接觸擊穿電壓和減小了漏電流，從而使此結(jié)構(gòu)的DMOS器件滿足應(yīng)用時的擊穿電壓和漏電要求。

為了更清楚地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

需要說明的是，該實施例中描述的僅為相鄰的兩個凹槽間的處理方式。然而，本發(fā)明實施例中并不限定在相鄰的兩個凹槽間形成肖特基接觸區(qū)，例如， 也可以是對不相鄰的兩個凹槽進(jìn)行處理，從而在該不相鄰的兩個凹槽間形成一個或一個以上的肖特基接觸區(qū)。

如圖2所示，在N型襯底201上形成N型外延層202；在N型外延層202上生長初始氧化層203。

本發(fā)明實施例中的DMOS器件包括有源區(qū)和終端區(qū)，初始氧化層203生長完畢后，打開有源區(qū)，剝掉有源區(qū)的初始氧化層，保留終端區(qū)的初始氧化層。本發(fā)明實施例針對有源區(qū)的制作方法進(jìn)行改進(jìn)，為便于描述，此處及后續(xù)步驟中均省略終端區(qū)結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，在N型外延層202上生長一層起絕緣作用的柵氧化層204，柵氧化層204的材料可以為二氧化硅，然后在柵氧化層204上生長一層用作柵極的摻雜的多晶硅層205。

如圖4所示，在摻雜的多晶硅層205上淀積掩膜層，確定出需要形成凹槽的區(qū)域，對凹槽區(qū)域的掩膜層進(jìn)行刻蝕，使得掩膜層上形成初始凹槽，露出摻雜的多晶硅層；對摻雜的多晶硅層和柵氧化層進(jìn)行刻蝕，刻蝕至N型外延層202，并去除摻雜的多晶硅層205上的掩膜層，形成柵極區(qū)域2061、柵極區(qū)域2062、柵極區(qū)域2063以及凹槽2071、凹槽2072。

本發(fā)明實施例中，在形成凹槽的過程中，也可以僅刻蝕摻雜的多晶硅層至柵氧化層，從而在后續(xù)刻蝕介質(zhì)層的過程中，刻蝕掉凹槽底部的柵氧化層。本發(fā)明實施例對此不做具體限制。

如圖5所示，向凹槽2071、凹槽2072注入P型離子，并進(jìn)行驅(qū)入，進(jìn)而在N型外延層202內(nèi)形成P型體區(qū)209，向凹槽2071、凹槽2072注入N型離子，并進(jìn)行退火工藝，進(jìn)而在P型體區(qū)209內(nèi)形成N型源區(qū)210。其中，N型源區(qū)210為N型重?fù)诫s區(qū)域。

本發(fā)明實施例中，在向凹槽2071、凹槽2072注入N型離子形成N型源區(qū)的過程中，省略光罩，采用全面注入的方式，從而能夠在后續(xù)步驟中通過至少刻蝕一個柵極區(qū)域，使得金屬層與N型外延層形成肖特基接觸區(qū)。

如圖6所示，淀積介質(zhì)層211。

如圖7所示，通過光刻刻蝕凹槽2071和凹槽2072所在區(qū)域的部分介質(zhì)層、凹槽2071和凹槽2072之間的柵極區(qū)域以及位于該柵極區(qū)域上的介質(zhì)層，形成肖特基接觸區(qū)域212以及源區(qū)接觸區(qū)域213。

可選地，若在上述刻蝕形成凹槽的過程中，保留有柵氧化層，則在本步驟中應(yīng)通過光刻刻蝕凹槽2071和凹槽2072底部的柵氧化層、凹槽2071和凹槽2072所在區(qū)域的部分介質(zhì)層、凹槽2071和凹槽2072之間的柵極區(qū)域以及位于該柵極區(qū)域上的介質(zhì)層。

需要說明的是，在該實施例中，是通過先淀積一層介質(zhì)層，然后光刻刻蝕形成肖特基接觸區(qū)域，然而本發(fā)明實施例并不限定于此，例如，也可以在形成N型源區(qū)210之后，便進(jìn)行光刻刻蝕，去除凹槽2071和凹槽2072之間的柵極區(qū)域，然后淀積一層介質(zhì)層，并對該介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，進(jìn)而形成肖特基接觸區(qū)域212。相對來講，前一種實施方式中，只需進(jìn)行一次光刻刻蝕，便形成肖特基接觸區(qū)域，工藝簡單，節(jié)約了器件的制作成本，而后一種實施方式則需進(jìn)行兩次光刻刻蝕，較為復(fù)雜。故本發(fā)明實施例中，優(yōu)選先淀積介質(zhì)層，然后光刻刻蝕形成肖特基接觸區(qū)域的實施方式。

如圖8所示，淀積第一金屬層214和第二金屬層215，第一金屬層214在肖特基接觸區(qū)域212形成肖特基接觸區(qū)，在源區(qū)接觸區(qū)域213形成源極。在N型襯底201背向N型外延層202的一側(cè)淀積第三金屬層216，形成漏極。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中的金屬層214為鎳、鈷、鈦、鉑或其任意組合的合金從而能夠在肖特基接觸區(qū)域形成肖特基二極管，當(dāng)DMOS器件工作在正向?qū)〞r，肖特基接觸區(qū)與二極管區(qū)分流，形成多數(shù)載流子電流，減少了在漂移區(qū)的存儲電荷，以及反向恢復(fù)電荷；當(dāng)DMOS器件處在反向阻斷狀態(tài)時，肖特基接觸區(qū)受到相鄰P型體區(qū)的電場保護(hù)，由于相鄰P型體區(qū)的耗盡層擴(kuò)展，肖特基接觸面下的N-區(qū)被夾斷，因此降低了肖特基接觸的電場，提升了肖特基接觸擊穿電壓和減小了漏電流，從而使此結(jié)構(gòu)的DMOS器件滿足應(yīng)用時的擊 穿電壓和漏電要求。

本發(fā)明實施例提供一種雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體DMOS器件，包括終端區(qū)和有源區(qū)，其中，所述有源區(qū)至少包括：

設(shè)置于所述N型襯底上的N型外延層，所述N型外延層內(nèi)形成有P型體區(qū)及位于所述P型體區(qū)內(nèi)的N型源區(qū)；

設(shè)置于所述N型外延層上的柵極區(qū)域；兩個相鄰的柵極區(qū)域構(gòu)成一個柵極組，至少一個柵極組內(nèi)的兩個柵極區(qū)域間設(shè)置有肖特基接觸區(qū)；

設(shè)置于所述N型外延層和所述柵極區(qū)域之上的第一金屬層以及設(shè)置于所述柵極區(qū)域和所述第一金屬層之間的介質(zhì)層；所述第一金屬層在所述N型源區(qū)上形成源極，所述第一金屬層在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)。

較佳地，每個柵極組內(nèi)的兩個柵極區(qū)域間均設(shè)置有肖特基接觸區(qū)。

較佳地，還包括：

設(shè)置于所述第一金屬層上的第二金屬層；設(shè)置于所述N型襯底背向所述N型外延層一側(cè)的第三金屬層，形成漏極。

較佳地，所述第一金屬層為鎳、鈷、鈦、鉑或其任意組合的合金。

從上述內(nèi)容可以看出：本發(fā)明實施例中通過在N型襯底上形成N型外延層、柵氧化層和摻雜的多晶硅層，刻蝕所述摻雜的多晶硅層和所述柵氧化層，形成柵極區(qū)域及凹槽，所述柵極區(qū)域為相鄰凹槽間的所述摻雜的多晶硅層和位于所述摻雜的多晶硅層下方的所述柵氧化層；向所述凹槽注入P型離子在所述N型外延層內(nèi)形成P型體區(qū)；向所述凹槽注入N型離子在所述P型體區(qū)內(nèi)形成N型源區(qū)；至少刻蝕所述凹槽間的一個柵極區(qū)域，形成肖特基接觸區(qū)域；淀積金屬層，在所述肖特基接觸區(qū)域形成肖特基接觸區(qū)，形成源極和漏極。本發(fā)明實施例中在向凹槽注入N型離子形成N型源區(qū)的過程中，省略光罩，采用全面注入的方式，從而能夠在后續(xù)步驟中通過至少刻蝕一個柵極區(qū)域，使得金屬層與N型外延層形成肖特基接觸區(qū)。當(dāng)DMOS器件工作在正向?qū)〞r，肖特基接觸區(qū)與二極管區(qū)分流，形成多數(shù)載流子電流，因此減少了在漂移區(qū)的存儲 電荷，以及反向恢復(fù)電荷；當(dāng)DMOS器件處在反向阻斷狀態(tài)時，肖特基接觸區(qū)受到相鄰P型體區(qū)的電場保護(hù)，由于相鄰P型體區(qū)的耗盡層擴(kuò)展，肖特基接觸面下的N-區(qū)被夾斷，因此降低了肖特基接觸的電場，提升了肖特基接觸擊穿電壓和減小了漏電流，從而使此結(jié)構(gòu)的DMOS器件滿足應(yīng)用時的擊穿電壓和漏電要求。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。