垂直雙擴散場效應晶體管及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體器件及其工藝制造領域，具體而言，涉及一種垂直雙擴散場效應晶體管制作方法和一種垂直雙擴散場效應晶體管。
【背景技術】
[0002]垂直雙擴散場效應晶體管(VDM0S)的漏極和源極分別在功率器件的兩側，使電流在功率器件內(nèi)部垂直流通，增加了電流密度，改善了額定電流，單位面積的導通電阻也較小，是一種用途非常廣泛的功率器件。
[0003]在速度更高、電壓更低、電流密度更大的發(fā)展趨勢下，人們需要更高速、更高效率的功率器件。在整流電路中，改善VDM0S的反向恢復性能，降低損耗，提高工作效率，具有重要的意義。
[0004]在整流電路中使用的VDM0S，它的工作效率直接影響整個電路的工作效率。以最簡單的整流電路為例，電路中通常有兩個VDM0S，一個導通時，另一個處于關斷狀態(tài)，為了防止電路中的兩個VDM0S同時導通，出現(xiàn)短路現(xiàn)象，在實際應用中，兩個VDM0S開關狀態(tài)切換時，會有一段時間兩個VDM0S均處于關斷狀態(tài)，這段時間被稱為“死區(qū)”時間。在“死區(qū)”時間中，電路里的電流通過VDM0S的寄生二極管導通續(xù)流。二極管導通不僅使正向壓降大，而且二極管還會帶來反向恢復的問題，二極管工作狀態(tài)的改變需要一定的時間，從截止到充分導通要經(jīng)歷一個正向恢復過程，從導通到可靠截止要經(jīng)歷一個反向恢復過程，這會使功率器件的工作效率下降。所以減小VDM0S寄生體二極管的反向恢復電流，對提高功率器件的工作效率有重要作用。
[0005]因此如何減小功率器件寄生體二極管的反向恢復電流成為目前亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是基于上述技術問題至少之一，提出了一種垂直雙擴散場效應晶體管制作方法，通過常規(guī)工藝中增加一次源區(qū)注入工藝，能夠顯著降低功率器件的反向恢復電流，提高功率器件工作效率，同時對功率器件的其他性能不會產(chǎn)生影響。
[0007]有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種垂直雙擴散場效應晶體管制作方法，包括:在襯底上生長氧化硅層和淀積多晶硅層之后，通過光刻及刻蝕在所述多晶硅層上形成接觸孔；向所述襯底注入離子，形成P型體區(qū)；通過第一掩膜在所述P型體區(qū)上的第一預設區(qū)域形成第一光刻膠掩膜，在所述P型體區(qū)注入N型摻雜元素，形成第一源區(qū)；通過第二掩膜在所述P型體區(qū)上的第二預設區(qū)域形成第二光刻膠掩膜，在所述P型體區(qū)注入所述N型摻雜元素，形成第二源區(qū)，其中，所述第一源區(qū)和所述第二源區(qū)不相交。
[0008]通過多晶硅層上的接觸孔使用第一掩膜和第二掩膜向P型體區(qū)兩次注入N型摻雜元素，也即增加一次源區(qū)注入，使得功率器件的源區(qū)之間形成一個寄生體三極管，使功率器件工作在續(xù)流狀態(tài)時，一部分電流流過三極管，流過二極管電流減弱，相應地減少了空穴的注入，進而減少了在漂移區(qū)存儲的少數(shù)載流子，最終減小器件反向恢復電流峰值和電荷。與現(xiàn)有技術中管理器件的制作方法相比，僅需在常規(guī)工藝中增加一次源區(qū)注入工藝，工藝簡單，而且能夠顯著降低功率器件的反向恢復電流，提高功率器件工作效率，同時對功率器件的其他性能不會產(chǎn)生影響。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種垂直雙擴散場效應晶體管，所述垂直雙擴散場效應晶體管采用上述任一技術方案所述的垂直雙擴散場效應晶體管制作方法制作而成。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直雙擴散場效應晶體管制作方法的示意流程圖；
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的襯底上生長氧化硅層和淀積多晶硅層之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0012]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的襯底上形成光刻膠窗口之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0013]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的刻蝕多晶硅層形成接觸孔之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0014]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的注入離子形成P型體區(qū)之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0015]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一次源區(qū)注入之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0016]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二次源區(qū)注入之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0017]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二次體區(qū)注入之后的功率器件剖面結構示意圖；
[0018]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的淀積介質層和淀積金屬層之后的功率器件剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0020]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具體實施例的限制。
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直雙擴散場效應晶體管制作方法的示意流程圖。
[0022]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直雙擴散場效應晶體管制作方法，可以包括以下步驟:步驟102，在襯底上生長氧化硅層和淀積多晶硅層之后，通過光刻及刻蝕在所述多晶硅層上形成接觸孔；步驟104，向所述襯底注入離子，形成P型體區(qū)；步驟106，通過第一掩膜在所述P型體區(qū)上的第一預設區(qū)域形成第一光刻膠掩膜，在所述P型體區(qū)注入N型摻雜元素，形成第一源區(qū)；步驟108，通過第二掩膜在所述P型體區(qū)上的第二預設區(qū)域形成第二光刻膠掩膜，在所述P型體區(qū)注入所述N型摻雜元素，形成第二源區(qū)，其中，所述第一源區(qū)和所述第二源區(qū)不相交。
[0023]通過多晶硅層上的接觸孔使用第一掩膜和第二掩膜向P型體區(qū)兩次注入N型摻雜元素，也即增加一次源區(qū)注入，使得功率器件的源區(qū)之間形成一個寄生體三極管，使功率器件工作在續(xù)流狀態(tài)時，一部分電流流過三極管，流過二極管電流減弱，相應地減少了空穴的注入，進而減少了在漂移區(qū)存儲的少數(shù)載流子，最終減小器件反向恢復電流峰值和電荷。與現(xiàn)有技術中管理器件的制作方法相比，僅需在常規(guī)工藝中增加一次源區(qū)注入工藝，工藝簡單，而且能夠顯著降低功率器件的反向恢復電流，提高功率器件工作效率，同時對功率器件的其他性能不會產(chǎn)生影響。
[0024]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述第二源區(qū)包括兩塊獨立的區(qū)域，且所述兩塊獨立的區(qū)域位于所述第一源區(qū)的兩側。
[0025]在該技術方案中，第一源區(qū)和第二源區(qū)均是通過接觸孔以及掩膜進行注入的，且第二源區(qū)包括兩塊獨立的區(qū)域，第二源區(qū)的兩塊獨立區(qū)域位于第一源區(qū)的兩側，以便于源區(qū)之間形成一個寄生體三極管，使功率器件工作在續(xù)流狀態(tài)時，一部分電流流過三極管，流過二極管電流減弱，相應地減少了空穴的注入，進而減少了在漂移區(qū)存儲的少數(shù)載流子，最終減小器件反向恢復電流峰值和電荷，提高功率器件工作效率，同時對功率器件的其他性能不會產(chǎn)生影響。
[0026]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述第二源區(qū)的N型摻雜元素注入劑量大于所述第一源區(qū)的N型摻雜元素注入劑量，且所述第二源區(qū)的N型摻雜元素注入能量大于所述第一源區(qū)的N型摻雜元素注入能量。
[0027]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述刻蝕為濕法刻蝕和/或濕法刻蝕。
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