一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，包括由下至上順次層疊設(shè)置的二氧化硅底層、襯底、單晶硅隔離層、外延層及絕緣介質(zhì)層，其中，外延層構(gòu)成有第一環(huán)狀隔離溝槽和第二環(huán)狀隔離溝槽，第一環(huán)狀隔離溝槽和第二環(huán)狀隔離溝槽兩者內(nèi)部均填充有柵氧化層和柵極導(dǎo)電多晶硅。第一環(huán)狀隔離溝槽與第二環(huán)狀隔離溝槽之間、第二環(huán)狀隔離溝槽與外延層的側(cè)壁之間均設(shè)置有P型阱區(qū)，P型阱區(qū)上方設(shè)置有N型源極區(qū)，絕緣介質(zhì)層上設(shè)有與N型源極區(qū)形成歐姆接觸的源極接觸結(jié)構(gòu)，外延層內(nèi)設(shè)有位于P型阱區(qū)下方的離子注入調(diào)節(jié)層。本實(shí)用新型應(yīng)用時便于通過離子注入的方式來改變本實(shí)用新型的耐壓值，使得本實(shí)用新型可適應(yīng)不同耐壓需求的產(chǎn)品。
【專利說明】
一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電力技術(shù)的飛速發(fā)展，硅外延技術(shù)在集成電路制造中應(yīng)用越來越廣泛。其中，硅外延技術(shù)是通過化學(xué)氣象沉積等方法在硅襯底上沉積一層硅單晶層，硅襯底及其上沉積的硅單晶層共同構(gòu)成外延片。現(xiàn)有外延片應(yīng)用于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管上時，每種外延片適應(yīng)的產(chǎn)品耐壓范圍較小，外延片通用性較差，不便于通過簡單改變外延片來適應(yīng)不同耐壓需求的產(chǎn)品，當(dāng)某種耐壓需求的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管不再制造時，與其配套的外延片也不再使用，這造成大量資源浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有外延片通用性較差的問題，提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用時便于調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同耐壓需求的產(chǎn)品，進(jìn)而便于推廣應(yīng)用。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，包括襯底、外延層、絕緣介質(zhì)層、二氧化硅底層及單晶硅隔離層，所述單晶硅隔離層和二氧化硅底層分別覆蓋于襯底上下端面，外延層沉積于單晶硅隔離層上端面，絕緣介質(zhì)層覆蓋在外延層上端面;所述外延層上端面內(nèi)凹構(gòu)成有第一環(huán)狀隔離溝槽及環(huán)繞第一環(huán)狀隔離溝槽設(shè)置且與第一環(huán)狀隔離溝槽接通的第二環(huán)狀隔離溝槽，所述第一環(huán)狀隔離溝槽和第二環(huán)狀隔離溝槽兩者內(nèi)部均填充有柵氧化層及位于柵氧化層中央的柵極導(dǎo)電多晶硅;所述第一環(huán)狀隔離溝槽與第二環(huán)狀隔離溝槽之間、第二環(huán)狀隔離溝槽與外延層的側(cè)壁之間均設(shè)置有P型阱區(qū)，所述P型阱區(qū)上方設(shè)置有N型源極區(qū)，所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)有與N型源極區(qū)形成歐姆接觸的源極接觸結(jié)構(gòu)，所述外延層內(nèi)設(shè)有位于P型阱區(qū)下方的離子注入調(diào)節(jié)層。本實(shí)用新型的第一環(huán)狀隔離溝槽靠近外延層的中央，第二環(huán)狀隔離溝槽靠近外延層的邊緣，第一環(huán)狀隔離溝槽和第二環(huán)狀隔離溝槽兩者的深度和寬度根據(jù)摻雜濃度、耐壓需求等參數(shù)具體確定。本實(shí)用新型應(yīng)用時，可通過在離子注入調(diào)節(jié)層注入不同的離子，來調(diào)節(jié)本實(shí)用新型的耐壓值，進(jìn)而使得本實(shí)用新型適應(yīng)不同耐壓需求的產(chǎn)品。
[0005]為了便于連接源極電位，進(jìn)一步的，所述外延層上設(shè)置有與P型阱區(qū)和N型源極區(qū)接觸的歐姆接觸區(qū)，所述源極接觸結(jié)構(gòu)包括源極金屬層和金屬引線，所述源極金屬層穿過絕緣介質(zhì)層且與歐姆接觸區(qū)接觸，所述金屬引線設(shè)于絕緣介質(zhì)層上方且與源極金屬層連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一環(huán)狀隔離溝槽與第二環(huán)狀隔離溝槽同軸設(shè)置。
[0007]為了取材便捷，進(jìn)一步的，所述絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)為硼磷硅玻璃材料。
[0008]進(jìn)一步的，所述二氧化娃底層厚度為4?5μηι，所述單晶娃隔離層厚度為3?4μηι。
[0009]進(jìn)一步的，所述離子注入調(diào)節(jié)層注入的元素為磷或硼。本實(shí)用新型應(yīng)用時，對于N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，可通過在離子注入調(diào)節(jié)層注入硼來提升耐壓值，也可通過在離子注入調(diào)節(jié)層注入磷降低耐壓值;對于P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，可通過在離子注入調(diào)節(jié)層注入磷來提升耐壓值，也可通過在離子注入調(diào)節(jié)層注入硼降低耐壓值。
[0010]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:(I)本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，成本低，本實(shí)用新型的外延層內(nèi)配備有離子注入調(diào)節(jié)層，在本實(shí)用新型應(yīng)用時，可通過向離子注入調(diào)節(jié)層注入離子的方式來調(diào)節(jié)外延片的耐壓值，只需增加一步簡單的離子注入工序，即可適應(yīng)不同耐壓需求的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。如此，本實(shí)用新型在某種耐壓需求的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管不再制造時，與其配套的外延片也可再次利用，節(jié)省資源，便于推廣應(yīng)用。
[0011 ] (2)在外延片的生產(chǎn)過程中，普遍存在自摻雜現(xiàn)象，摻雜效應(yīng)會導(dǎo)致外延片中外延層電阻率均勻性變差，本實(shí)用新型通過在襯底上下端面分別覆蓋單晶硅隔離層和二氧化硅底層，可將襯底中的摻雜劑封閉在其內(nèi)，可防止外延時揮發(fā)而產(chǎn)生自摻雜現(xiàn)象;本實(shí)用新型的單晶硅隔離層將襯底與外延層隔開，襯底中的摻雜劑也不易進(jìn)入外延層，可防止襯底與外延層產(chǎn)生自摻雜現(xiàn)象，進(jìn)而能提高外延層的電阻率均勻性。如此，本實(shí)用新型還解決了外延片中外延層電阻率均勻性較差的技術(shù)問題。
【附圖說明】

[0012]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0013]圖1為本實(shí)用新型一個具體實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中標(biāo)記所對應(yīng)的零部件名稱:1、襯底，2、外延層，3、第一環(huán)狀隔離溝槽，4、第二環(huán)狀隔離溝槽，5、柵氧化層，6、離子注入調(diào)節(jié)層，7、歐姆接觸區(qū)，8、源極金屬層，9、P型阱區(qū)，10、N型源極區(qū)，11、絕緣介質(zhì)層，12、金屬引線，13、二氧化硅底層，14、單晶硅隔離層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]如圖1所示，一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，包括襯底1、外延層2、絕緣介質(zhì)層11、二氧化硅底層13及單晶硅隔離層14，其中，單晶硅隔離層14和二氧化硅底層13分別覆蓋于襯底I上下端面，外延層2沉積于單晶硅隔離層14上端面，絕緣介質(zhì)層11覆蓋在外延層2上端面，如此，本實(shí)施例的二氧化硅底層13、襯底1、單晶硅隔離層14、外延層2及絕緣介質(zhì)層11五者由下至上順次層疊設(shè)置。本實(shí)施例的外延層2上端面內(nèi)凹構(gòu)成有第一環(huán)狀隔離溝槽3和第二環(huán)狀隔離溝槽4，第二環(huán)狀隔離溝槽4環(huán)繞第一環(huán)狀隔離溝槽3設(shè)置且與第一環(huán)狀隔離溝槽3同軸設(shè)置，第一環(huán)狀隔離溝槽3與第二環(huán)狀隔離溝槽4接通。本實(shí)施例的第一環(huán)狀隔離溝槽3和第二環(huán)狀隔離溝槽4兩者內(nèi)部均填充有柵氧化層5，柵氧化層5中央設(shè)置有柵極導(dǎo)電多晶硅，填充于第一環(huán)狀隔離溝槽3內(nèi)的柵氧化層5中央的柵極導(dǎo)電多晶硅形成懸浮場板，填充于第二環(huán)狀隔離溝槽4內(nèi)的柵氧化層5中央的柵極導(dǎo)電多晶硅構(gòu)成柵電極。本實(shí)施例的第一環(huán)狀隔離溝槽3與第二環(huán)狀隔離溝槽4之間、第二環(huán)狀隔離溝槽4與外延層2的側(cè)壁之間均設(shè)置有P型阱區(qū)9，P型阱區(qū)9上方設(shè)置有N型源極區(qū)10，絕緣介質(zhì)層11上設(shè)有與N型源極區(qū)10形成歐姆接觸的源極接觸結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的襯底I和外延層2均為N型，N型源極區(qū)10的摻雜濃度優(yōu)選比外延層2摻雜濃度大三個數(shù)量級。本實(shí)施例的外延層2內(nèi)設(shè)有位于P型阱區(qū)9下方的離子注入調(diào)節(jié)層6，其中，離子注入調(diào)節(jié)層6注入的元素為磷或硼。為了使本實(shí)施例應(yīng)用時取材便捷，本實(shí)施例中絕緣介質(zhì)層11的材質(zhì)優(yōu)選為硼磷硅玻璃材料。本實(shí)施例在具體設(shè)置時，二氧化硅底層13厚度為4?5μπι，優(yōu)選為4.5μπι;單晶硅隔離層14厚度為3?4μηι，優(yōu)選為3.5μηι。
[0018]本實(shí)施例應(yīng)用時，通過在離子注入調(diào)節(jié)層6注入磷或硼，即可改變本實(shí)施例的耐壓值，進(jìn)而使得本實(shí)施例可滿足不同耐壓需求的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上做出了如下進(jìn)一步限定:本實(shí)施例的外延層2上設(shè)置有與P型阱區(qū)9和N型源極區(qū)10接觸的歐姆接觸區(qū)7，其中，歐姆接觸區(qū)7的摻雜濃度大于P型阱區(qū)9摻雜濃度三個數(shù)量級。本實(shí)施例的源極接觸結(jié)構(gòu)包括源極金屬層8和金屬引線12，源極金屬層8穿過絕緣介質(zhì)層11且與歐姆接觸區(qū)7接觸，金屬引線12設(shè)于絕緣介質(zhì)層11上方且與源極金屬層8連接。本實(shí)施例在具體設(shè)置時，先在絕緣介質(zhì)層11上開孔，再在該開孔內(nèi)填充源極金屬層8。
[0021]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括襯底(I)、外延層(2)、絕緣介質(zhì)層(11)、二氧化硅底層(13)及單晶硅隔離層(14)，所述單晶硅隔離層(14)和二氧化硅底層(13)分別覆蓋于襯底(I)上下端面，外延層(2)沉積于單晶硅隔離層(14)上端面，絕緣介質(zhì)層(11)覆蓋在外延層(2)上端面;所述外延層(2)上端面內(nèi)凹構(gòu)成有第一環(huán)狀隔離溝槽(3)及環(huán)繞第一環(huán)狀隔離溝槽(3)設(shè)置且與第一環(huán)狀隔離溝槽(3)接通的第二環(huán)狀隔離溝槽(4)，所述第一環(huán)狀隔離溝槽(3)和第二環(huán)狀隔離溝槽(4)兩者內(nèi)部均填充有柵氧化層(5)及位于柵氧化層(5)中央的柵極導(dǎo)電多晶硅;所述第一環(huán)狀隔離溝槽(3)與第二環(huán)狀隔離溝槽(4)之間、第二環(huán)狀隔離溝槽(4)與外延層(2)的側(cè)壁之間均設(shè)置有P型阱區(qū)(9)，所述P型阱區(qū)(9)上方設(shè)置有N型源極區(qū)(10)，所述絕緣介質(zhì)層(11)上設(shè)有與N型源極區(qū)(10)形成歐姆接觸的源極接觸結(jié)構(gòu)，所述外延層(2)內(nèi)設(shè)有位于P型阱區(qū)(9)下方的離子注入調(diào)節(jié)層(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延層(2)上設(shè)置有與P型阱區(qū)(9)和N型源極區(qū)(10)接觸的歐姆接觸區(qū)(7)，所述源極接觸結(jié)構(gòu)包括源極金屬層(8)和金屬引線(12)，所述源極金屬層(8)穿過絕緣介質(zhì)層(11)且與歐姆接觸區(qū)(7)接觸，所述金屬引線(12)設(shè)于絕緣介質(zhì)層(11)上方且與源極金屬層(8)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一環(huán)狀隔離溝槽(3)與第二環(huán)狀隔離溝槽(4)同軸設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層(11)的材質(zhì)為硼磷硅玻璃材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述二氧化娃底層(13)厚度為4?5μηι，所述單晶娃隔離層(14)厚度為3?4μηι。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述的一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述離子注入調(diào)節(jié)層(6)注入的元素為磷或硼。
【文檔編號】H01L29/78GK205692834SQ201620673440
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月30日 公開號201620673440.8, CN 201620673440, CN 205692834 U, CN 205692834U, CN-U-205692834, CN201620673440, CN201620673440.8, CN205692834 U, CN205692834U
【發(fā)明人】陳小鐸, 王作義, 崔永明, 馬洪文, 白磊
【申請人】四川廣瑞半導(dǎo)體有限公司