本發(fā)明涉半導(dǎo)體器件的制造方法，尤其涉及垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法。

背景技術(shù)：

垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件(VDMOS，vertical double-diffused Metal Oxide Semiconductor)由于具有高輸入阻抗、低驅(qū)動(dòng)功率、以及優(yōu)越的頻率特性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛地被應(yīng)用于開關(guān)電源，汽車電子，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，高頻振蕩器等多個(gè)領(lǐng)域。

垂直雙擴(kuò)散MOS器件的開啟電壓直接決定了器件輸出特性曲線中截止區(qū)以及線性區(qū)的電壓范圍，是器件應(yīng)用中非常重要的參數(shù)。而開啟電壓直接受溝道長度和濃度的直接影響。

現(xiàn)有技術(shù)中，垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制造方法中通常包括分別進(jìn)行體區(qū)擴(kuò)散和源區(qū)擴(kuò)散，擴(kuò)散后的源區(qū)與體區(qū)的差值即為溝道長度。

但是，體區(qū)擴(kuò)散和源區(qū)擴(kuò)散通常是通過熱過程形成的，即擴(kuò)散后的體區(qū)或源區(qū)存在浮動(dòng)誤差，而上述制造方法中經(jīng)過了兩次擴(kuò)散過程，會(huì)使浮動(dòng)誤差增大，進(jìn)而導(dǎo)致溝道的長度以及濃度不易控制，從而直接影響到器件的開啟電壓，嚴(yán)重影響垂直雙擴(kuò)散MOS器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法，以克服現(xiàn)有的制造方法溝道的長度以及濃度不易控制，進(jìn)而影響到器件的開啟電壓的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法，包括：

提供襯底，所述襯底上依次形成有外延層、柵氧化層和多晶柵極，去除預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的多晶柵極和部分柵氧化層，以保留預(yù)設(shè)厚度的柵氧化層，形成凹槽；

通過進(jìn)行體區(qū)注入，形成位于所述凹槽下方的所述外延層表面內(nèi)的第一注射區(qū)；

在整個(gè)器件的表面上沉積第一氮化硅層；

通過刻蝕，去除位于所述多晶柵極上方和位于所述凹槽底部的第一氮化硅層，保留形成于所述凹槽側(cè)壁上的第一氮化硅層側(cè)墻；

通過進(jìn)行源區(qū)注入，形成位于所述第一注射區(qū)內(nèi)的第二注射區(qū)；

對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱，以對(duì)所述第一注射區(qū)和所述第二注射區(qū)進(jìn)行驅(qū)入，以形成源區(qū)和體區(qū)。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)厚度為200埃。

進(jìn)一步地，所述體區(qū)注入的注入能量為50KeV-150KeV，劑量為1×10¹³-5×10¹³ions/cm²，注入元素為硼元素。

進(jìn)一步地，所述第一氮化硅層的厚度為500埃-1500埃。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)行源區(qū)注入的注入方式為自對(duì)準(zhǔn)注入。

進(jìn)一步地，所述源區(qū)注入的注入能量為80KeV-150KeV，注入劑量為1×10¹⁵-8×10¹⁵ions/cm²，注入元素為砷元素。

進(jìn)一步地，所述對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱的加熱溫度為1100℃-1200℃，加熱時(shí)間為120min-200min。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：

在整個(gè)器件的表面上沉積介質(zhì)層，對(duì)位于所述源區(qū)中央的預(yù)設(shè)區(qū)域及其上方的區(qū)域進(jìn)行刻蝕，直至將源區(qū)刻穿，露出所述體區(qū)的表面，形成第二凹槽和位于所述第二凹槽外圍的源區(qū)。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：

通過注入，形成位于所述第二凹槽外圍的源區(qū)之間的區(qū)域下方，且位于所述體區(qū)內(nèi)的注入?yún)^(qū)，所述注入?yún)^(qū)擴(kuò)散至所述源區(qū)的下方；

形成位于整個(gè)器件表面上的金屬層。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：在已形成的多晶柵極、預(yù)設(shè)厚度的柵氧化層和凹槽上進(jìn)行體區(qū)注入，以形成位于所述凹槽下方的所述外延層表面內(nèi)的第一注射區(qū)；在整個(gè)器件的表面上沉積第一氮化硅層；通過刻蝕，去除位于所述多晶柵極上方和位于所述凹槽底部的第一氮化硅層，保留形成于所述凹槽側(cè)壁上的第一氮化硅層側(cè)墻；進(jìn)行源區(qū)注入，以形成位于所述第一注射區(qū)內(nèi)的第 二注射區(qū)；對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱，對(duì)所述第一注射區(qū)和所述第二注射區(qū)進(jìn)行驅(qū)入，以形成源區(qū)和體區(qū)。本發(fā)明通過注入后采用一次熱擴(kuò)散形成體區(qū)和源區(qū)，降低了擴(kuò)散過程中的浮動(dòng)誤差，使溝道長度精確并且可以控制，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中溝道的長度以及濃度不易控制的問題，同時(shí)大大降低了器件的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法實(shí)施例的流程圖；

圖2為執(zhí)行步驟101后形成的器件的主視圖；

圖3為執(zhí)行步驟102后形成的器件的主視圖；

圖4為執(zhí)行步驟103后形成的器件的主視圖；

圖5為執(zhí)行步驟104后形成的器件的主視圖；

圖6為執(zhí)行步驟105后形成的器件的主視圖；

圖7為執(zhí)行步驟106后形成的器件的主視圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例形成第二凹槽和位于第二凹槽外圍的源區(qū)后的所述器件的主視圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例形成第三注入?yún)^(qū)和金屬層后的所述器件的主視圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法實(shí)施例的流程圖，如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法可以包括：

步驟101，提供襯底，所述襯底上依次形成有外延層、柵氧化層和多晶柵極，去除預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的多晶柵極和部分柵氧化層，以保留預(yù)設(shè)厚度的柵氧化層，形成凹槽；

具體的，執(zhí)行步驟101后，形成的器件的主視圖如圖2所示，其中，所述襯底用標(biāo)號(hào)1表示，所述外延層用標(biāo)號(hào)2表示，所述柵氧化層用標(biāo)號(hào)3表示，所述多晶柵極用標(biāo)號(hào)4表示。

其中，襯底1表面形成有外延層2，外延層2表面形成有柵氧化層3，柵氧化層3表面形成有多晶柵極4?？梢酝ㄟ^光刻技術(shù)，對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的多晶柵極4和部分柵氧化層3進(jìn)行刻蝕，以形成凹槽。

其中，所述襯底可以為半導(dǎo)體元素，例如單晶硅、多晶硅或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以為混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導(dǎo)體或其組合。本實(shí)施例在此不對(duì)其進(jìn)行限制。

進(jìn)一步地，柵氧化層3厚度可以為根據(jù)器件的開啟電壓范圍設(shè)定。優(yōu)選的厚度為多晶柵極厚度為優(yōu)選為

可選的，所述預(yù)設(shè)厚度的柵氧化層中的預(yù)設(shè)厚度可以為在不會(huì)對(duì)影響注入的前提下，保護(hù)外延層表面。

步驟102，通過進(jìn)行體區(qū)注入，形成位于所述凹槽下方的所述外延層表面內(nèi)的第一注射區(qū)。

具體的，執(zhí)行步驟102后，形成的器件的主視圖如圖3所示，其中，所述第一注射區(qū)用標(biāo)號(hào)5表示。

可選的，所述體區(qū)注入的注入能量為50KeV-150KeV，劑量為1×1013-5×1013ions/cm2，注入元素為硼元素。注入時(shí)使用掩膜版對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行注入。

步驟103，在整個(gè)器件的表面上沉積第一氮化硅層；

具體的，執(zhí)行步驟103后，形成的器件的主視圖如圖4所示，其中，所述第一氮化硅層用標(biāo)號(hào)6表示。

可選的，所述第一氮化硅層的厚度可以為所述第一氮化硅層的厚度可以根據(jù)想要獲得的溝道長度來確定。優(yōu)選的第一氮化硅層的厚度可以為

實(shí)際應(yīng)用中，所述第一氮化硅層可以通過低壓化學(xué)氣相沉積工藝(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，簡稱LPCVD)形成。低壓化學(xué)氣相沉積工藝沉積過程簡單，不消耗硅襯底，溫度低，不會(huì)對(duì)下面的離子區(qū)造成擴(kuò)散。

步驟104，通過刻蝕，去除位于所述多晶柵極上方和位于所述凹槽底部的第一氮化硅層，保留形成于所述凹槽側(cè)壁上的第一氮化硅層側(cè)墻；

具體的，執(zhí)行步驟104后，形成的器件的主視圖如圖5所示。

步驟105，通過進(jìn)行源區(qū)注入，形成位于所述第一注射區(qū)內(nèi)的第二注射區(qū)；

具體的，執(zhí)行步驟105后，形成的器件的主視圖如圖6所示，其中，所述第二注射區(qū)用標(biāo)號(hào)7表示。

其中，所述進(jìn)行源區(qū)注入的注入方式可以為自對(duì)準(zhǔn)注入，即在預(yù)設(shè)區(qū)域整片注入，節(jié)省注入成本。

可選的，所述源區(qū)注入的注入能量為80KeV-150KeV，優(yōu)選的注入能量為120KeV。注入劑量為1×1015-8×1015ions/cm2，優(yōu)選的注入劑量為6×1015ions/cm2。注入元素為砷元素。

步驟106，對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱，以對(duì)所述第一注射區(qū)和所述第二注射區(qū)進(jìn)行驅(qū)入，以形成源區(qū)和體區(qū)。

具體的，執(zhí)行步驟106后，形成的器件的主視圖如圖7所示，其中，所述源區(qū)用標(biāo)號(hào)8表示，所述體區(qū)用標(biāo)號(hào)9表示。

其中，所述對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱的加熱溫度可以為1100℃-1200℃，優(yōu)選溫度為1150℃。加熱時(shí)間可以為120min-200min，優(yōu)選加熱時(shí)間為140min。

本實(shí)施例，在已形成的多晶柵極、預(yù)設(shè)厚度的柵氧化層和凹槽上進(jìn)行體區(qū)注入，以形成位于所述凹槽下方的所述外延層表面內(nèi)的第一注射區(qū)；在整個(gè)器件的表面上沉積第一氮化硅層；通過刻蝕，去除位于所述多晶柵極上方和位于所述凹槽底部的第一氮化硅層，保留形成于所述凹槽側(cè)壁上的第一氮化硅層側(cè)墻；進(jìn)行源區(qū)注入，以形成位于所述第一注射區(qū)內(nèi)的第二注射區(qū)；對(duì)整個(gè)器件進(jìn)行加熱，對(duì)所述第一注射區(qū)和所述第二注射區(qū)進(jìn)行驅(qū)入，以形成源區(qū)和體區(qū)。本實(shí)施例通過注入后采用一次熱擴(kuò)散形成體區(qū)和源區(qū)，降低了擴(kuò)散過程中的浮動(dòng)誤差，使溝道長度精確并且可以控制，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中溝道的長度以及濃度不易控制的問題，同時(shí)大大降低了器件的生產(chǎn)成本。

進(jìn)一步地，垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法還可以包括：

在整個(gè)器件的表面上沉積介質(zhì)層，對(duì)位于所述源區(qū)中央的預(yù)設(shè)區(qū)域及其上方的區(qū)域進(jìn)行刻蝕，直至將源區(qū)刻穿，露出所述體區(qū)的表面，形成第二凹槽和位于所述第二凹槽外圍的源區(qū)。

具體的，形成所述第二凹槽和位于所述第二凹槽外圍的源區(qū)后，所述器件的主視圖如圖8所示，其中，所述介質(zhì)層用標(biāo)號(hào)10表示。

更為具體的，在整個(gè)器件的表面上沉積介質(zhì)層后，首先通過光刻，對(duì)位 于所述預(yù)設(shè)區(qū)域上方的介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，然后對(duì)所述源區(qū)中央的預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行刻蝕，直至將源區(qū)刻穿露出所述體區(qū)的表面，以形成位于第二凹槽外圍的源區(qū)。

更進(jìn)一步地，垂直雙擴(kuò)散MOS器件的制作方法還可以包括：

通過注入，形成位于所述第二凹槽外圍的源區(qū)之間的區(qū)域下方，且位于所述體區(qū)內(nèi)的第三注入?yún)^(qū)，所述第三注入?yún)^(qū)擴(kuò)散至所述源區(qū)的下方；形成位于整個(gè)器件表面上的金屬層。

具體的，形成第三注入?yún)^(qū)和金屬層后，所述器件的主視圖如圖9所示，其中，所述金屬層用標(biāo)號(hào)11表示，所述第三注入?yún)^(qū)用標(biāo)號(hào)12表示。通過對(duì)第二凹槽外圍的源區(qū)之間的區(qū)域下方的第三注入?yún)^(qū)進(jìn)行注入，并且在整個(gè)器件表面上的金屬層，可以形成深體區(qū)，以提升器件的參數(shù)性能。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。