專利名稱：功率mos晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功率MOS晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的MOS晶體管，其柵極、源極和漏極在同一水平面上(即水平溝道)， 此種結(jié)構(gòu)在制造時非常方便，但因源極和漏極之間距離太近而無法滿足大功率 晶體管的需求，為了滿足大功率晶體管的需求，20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)了具有垂 直溝槽的MOS晶體管即功率MOS晶體管，其不僅繼承了水平溝道MOS晶體 管輸入阻抗高、驅(qū)動電流小等優(yōu)點(diǎn)，還具有耐壓高、工作電流大、輸出功率高、 開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
如今功率MOS器件更多的應(yīng)用到通訊設(shè)備及便攜式電子設(shè)備上，對于功率 MOS器件可靠性能的要求也進(jìn)一步提高。在工藝技術(shù)上，需要不斷縮小原胞的 尺寸，提高原胞集成度。
在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件結(jié)構(gòu)圖，請參見圖1， 其所示為現(xiàn)有技術(shù)中功率MOS晶體管的剖視圖。
如圖1所示，所述功率MOS晶體管的4冊極溝槽為U型槽，功率MOS晶體 管包括漏極區(qū)100，外延層110、柵極溝槽、柵氧化層120、柵極130、反型 襯底140、源極區(qū)150，其中外延層110、源極區(qū)150以及漏極區(qū)100摻雜類型 相同，反型襯底140與漏極區(qū)100摻雜類型相反。
請參見圖2并結(jié)合圖l詳述其制造方法，主要制造工藝流程包括以下步驟
S210對硅襯底進(jìn)行重?fù)诫s制成漏極區(qū)100;
S220制作與漏極區(qū)100摻雜類型相同且輕摻雜的外延層110;
S230在外延層110上通過光刻刻蝕出柵極溝槽；
S240在溝槽中形成柵氧化層120;S250在溝槽中成長多晶硅，通過平坦化或回刻形成4冊極130;
S260在外延層上制作與漏極區(qū)IOO摻雜類型相反的反型襯底140;
S270在反型襯底上制作與漏極區(qū)摻雜類型相同且重?fù)诫s的源極區(qū)150。
由于應(yīng)用了垂直MOS晶體管結(jié)構(gòu)，它的MOS晶體管原胞尺寸相對平面結(jié) 構(gòu)的MOS晶體管原胞尺寸大大減小。所以在相同的芯片面積內(nèi)可集成更多的 MOS晶體管原胞，因而大大降低了功率損耗。
然而，由于這種深溝槽結(jié)構(gòu)的MOS晶體管的深溝槽底部面積較大，在柵極 和漏極之間存在較大的寄生電容，這大大的降低了器件的頻率特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)出的深溝槽結(jié)構(gòu)的MOS晶體管的深溝槽 底部面積較大，在柵極和漏極之間存在較大的寄生電容，降低了器件的頻率特 性的技術(shù)問題。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種功率MOS晶體管的制造方法，包括以下步驟
在硅襯底中形成漏極區(qū)及外延層；
在所述外延層中形成溝槽；
依次在所述硅襯底頂表面及所述溝槽中沉積第一及第二氧化層； 去除所述硅襯底頂表面及所述溝槽側(cè)壁上的氧化層，在所述溝槽底部形成 較厚的底氧化層；
在所述溝槽中生長柵氧化層；
在所述溝槽中成長多晶硅，通過平坦化或回刻，形成柵極。 進(jìn)一步的，通過高密度等離子沉積形成所述第二氧化層。 進(jìn)一步的，去除所述硅襯底頂表面及所述溝槽側(cè)壁上的氧化層，具體包括 以下步驟
在所述珪襯底頂表面及所述溝槽中涂覆光刻膠；
刻蝕去除所述硅襯底頂表面的所述光刻膠及第二氧化層；
去除所述溝槽中的所述光刻膠；
刻蝕去除所述硅襯底頂表面的所述第 一氧化層。
利用本發(fā)明提供的功率MOS晶體管的制造方法制造出的深溝槽功率MOS晶體管，在溝槽底部的柵氧化層的厚度比溝槽側(cè)壁的柵氧化層厚，由于柵極與
漏極之間的柵氧化層的厚度增大，使功率MOS晶體管的柵極和漏極之間的寄生 電容大大減小，從而改善了其開關(guān)速度和頻率響應(yīng)，進(jìn)而使器件具有良好的頻 率特性，且該制造方法步驟簡單，便于操作，適用于量產(chǎn)。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中功率MOS晶體管的剖^L圖； 圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中功率MOS晶體管的制造方法流程圖； 圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的功率MOS晶體管的制造方法流程圖； 圖4A至圖4H所示為發(fā)明實(shí)施例提供的方法制造的功率MOS晶體管的剖 視圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，給出較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本 發(fā)明作進(jìn)一步說明。
請參見圖3，其所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的功率MOS晶體管的制造方法流程圖。
為更加清晰的闡釋本制造方法，請結(jié)合參見圖4A至圖4E。 該功率MOS晶體管的制造方法包括以下步驟 S301在硅襯底300中形成漏極區(qū)310及外延層320。
如圖4A所示，首先提供一硅襯底300,對硅襯底300進(jìn)行重?fù)诫s制成漏極 區(qū)310，并在硅襯底300中制作與漏極區(qū)310摻雜類型相同且輕摻雜的外延層 320。這樣就在硅襯底300中形成漏極區(qū)310及外延層320。
S302在所述外延層320中形成4冊^L溝槽330。
如圖4B所示，先通過化學(xué)氣相淀積(CVD )在硅襯底300上形成硬掩模(例 如二氧化硅或氮化硅)，然后利用該掩模進(jìn)行光刻刻蝕形成柵極溝槽330,之后
去除硬掩模。
S303依次在所述硅襯底300頂表面及所述溝槽330中沉積第一氧化層341 及第二氧化層342。如圖4C所示，在本實(shí)施例中，通過熱氧化工藝在硅襯底300頂表面和柵極 溝槽330的側(cè)壁及底部生長第一氧化層341 ，為了進(jìn)一步增加?xùn)艠O溝槽330底部 氧化層的厚度，再通過高密度等離子沉積在硅襯底300的頂表面和柵極溝槽330 的底部形成水平的第二氧化層342。
S304去除所述珪襯底300頂表面及所述柵極溝槽330的側(cè)壁上的氧化層 341， 342,在所述柵極溝槽330的底部形成較厚的底氧化層340。
在本實(shí)施例中，為了在柵極溝槽330的底部形成厚的底氧化層340，
如圖4D所示，在所述硅襯底300頂表面及所述柵極溝槽330中涂覆光刻膠
350;
如圖4E所示，刻蝕去除所述硅襯底300頂表面第二氧化層342及相應(yīng)的光 刻膠350;
如圖4F所示，再去除所述柵極溝槽330中的光刻膠，并刻蝕去除所述硅襯 底300表面的第一氧化層341，從而在柵極溝槽330的底部形成較厚的底氧化層 340。
S305在所述溝槽330中生長對冊氧化層360，如圖4G所示。 S306在所述溝槽330中成長多晶硅，通過平坦化或回刻，形成柵極370, 如圖4H所示。
本發(fā)明實(shí)施例提供的功率MOS晶體管的制造方法制造出的深溝槽功率 MOS晶體管，在溝槽底部的柵氧化層的厚度比溝槽側(cè)壁的柵氧化層厚，由于柵 極與漏極之間的柵氧化層的厚度增大，使功率MOS晶體管的柵極和漏極之間的 寄生電容大大減小，從而改善了其開關(guān)速度和頻率響應(yīng)，進(jìn)而使器件具有良好 的頻率特性，且本方法制造工藝步驟簡單，便于操作，適用于量產(chǎn)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所 屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許 的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種功率MOS晶體管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟在硅襯底中形成漏極區(qū)及外延層；在所述外延層中形成溝槽；依次在所述硅襯底頂表面及所述溝槽中沉積第一及第二氧化層；去除所述硅襯底頂表面及所述溝槽側(cè)壁上的氧化層，在所述溝槽底部形成較厚的底氧化層；在所述溝槽中生長柵氧化層；在所述溝槽中成長多晶硅，通過平坦化或回刻，形成柵極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS晶體管的制造方法，其特征在于，通過 高密度等離子沉積形成所述第二氧化層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS晶體管的制造方法，其特征在于，去除 所述硅村底頂表面及所述溝槽側(cè)壁上的氧化層，具體包括以下步驟在所述珪襯底頂表面及所述溝槽中涂覆光刻膠； 刻蝕去除所述硅襯底頂表面的所述光刻膠及第二氧化層； 去除所述溝槽中的所述光刻膠； 刻蝕去除所述硅襯底頂表面的所述第 一氧化層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率MOS晶體管的制造方法，包括以下步驟在硅襯底中形成漏極區(qū)及外延層；在所述外延層中形成溝槽；依次在所述硅襯底頂表面及所述溝槽中沉積第一及第二氧化層；去除所述硅襯底頂表面及所述溝槽側(cè)壁上的氧化層，在所述溝槽底部形成較厚的底氧化層；在所述溝槽中生長柵氧化層；在所述溝槽中成長多晶硅，通過平坦化或回刻，形成柵極。利用該制造方法制造出的深溝槽功率MOS晶體管，在溝槽底部的柵氧化層的厚度比溝槽側(cè)壁的柵氧化層厚，使功率MOS晶體管的柵極和漏極之間的寄生電容大大減小，從而改善了其開關(guān)速度和頻率響應(yīng)，進(jìn)而使器件具有良好的頻率特性，且該方法步驟簡單，便于操作，適用于量產(chǎn)。
文檔編號H01L21/283GK101567320SQ20091005254
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者克里斯蒂安·皮爾森, 劉憲周 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司