本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(verticaldouble-diffusedmentaloxidesemiconductor，vdmos)器件，在眾多功率半導(dǎo)體器件中，同時(shí)具有雙極型晶體管和普通mos器件的優(yōu)點(diǎn)。與雙極型晶體管相比，它的開關(guān)速度快，開關(guān)損耗小，輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)功率小，頻率特性好，跨導(dǎo)線性度高，沒有雙極型功率器件的二次擊穿問題，安全工作區(qū)大。因此，不論是開關(guān)應(yīng)用還是線性應(yīng)用，vdmos器件都是理想的功率半導(dǎo)體器件。

可靠性對(duì)于功率vdmos的系統(tǒng)應(yīng)用至關(guān)重要。研究表明，器件在動(dòng)態(tài)過程中(如開啟、關(guān)斷、電流電壓突變等過程)發(fā)生的失效，與在靜態(tài)過程中的失效相比，失效率高，失效機(jī)理也更加復(fù)雜。而非箝位感性負(fù)載下的開關(guān)過程(unclampedinductiveswitching，uis)通常被認(rèn)為是功率vdmos在系統(tǒng)應(yīng)用中所能遭遇的最極端電熱應(yīng)力情況。因?yàn)樵诨芈穼?dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)在電感中的能量必須在關(guān)斷瞬間全部由功率器件釋放，同時(shí)施加于功率器件的高電壓和大電流極易造成器件失效，而且uis失效帶來的損傷通常是破壞性的。因此，抗uis失效能力是衡量功率器件可靠性的重要指標(biāo)之一。業(yè)界以所能承受的單脈沖最大雪崩能量值(energyavalanchestress，eas)來表征功率vdmos的抗uis失效 能力。

目前，vdmos器件中柵區(qū)包括多晶硅平面柵，其中多晶硅平面柵一般有三種結(jié)構(gòu)方式：條狀、方形或六邊形，這幾種方式在器件承受反向雪崩狀態(tài)時(shí)，雪崩電流流經(jīng)寄生三極管的基區(qū)，容易導(dǎo)致寄生三極管開啟，從而導(dǎo)致eas值較小。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的vdmos器件的結(jié)構(gòu)示意圖，以n溝道垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為例，其中漏區(qū)為20、源區(qū)為21、柵區(qū)為22，p阱區(qū)為24，圖中示出了寄生三極管，當(dāng)vdmos器件在雪崩狀態(tài)時(shí)，反向電流會(huì)流過寄生三極管的基區(qū)，從而容易導(dǎo)致寄生三極管開啟，器件雪崩能量eas較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的寄生三極管易開啟、器件雪崩能量低的問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法，包括：

以襯底和外延層形成漏區(qū)；

形成至少兩條多晶硅平面柵以及形成連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋，以作為柵區(qū)；

以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層進(jìn)行摻雜，以形成多個(gè)阱區(qū)；

形成源區(qū)。

進(jìn)一步的，所述多晶硅平面橋的橋中心區(qū)域?yàn)闂l形、圓形或多邊形。

進(jìn)一步的，所述多晶硅平面橋在所述多晶硅平面柵延伸方向上的尺寸小于所述多晶硅平面柵在所述多晶硅平面橋的延伸方向上的尺寸。

進(jìn)一步的，所述阱區(qū)為p阱區(qū)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，包括：漏區(qū)、源區(qū)和柵區(qū)，所述柵區(qū)包括：

至少兩條多晶硅平面柵，以及連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋。

進(jìn)一步的，所述垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，還包括：以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽對(duì)外延層進(jìn)行摻雜后形成的多個(gè)阱區(qū)。

進(jìn)一步的，所述多晶硅平面橋的橋中心區(qū)域?yàn)闂l形、圓形或多邊形。

進(jìn)一步的，所述多晶硅平面橋在所述多晶硅平面柵延伸方向上的尺寸小于所述多晶硅平面柵在所述多晶硅平面橋的延伸方向上的尺寸。

進(jìn)一步的，所述阱區(qū)為p阱區(qū)。

本發(fā)明提供一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，該制作方法包括：形成漏區(qū)，再形成至少兩條多晶硅平面柵以及形成連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋以作為柵區(qū)，使得以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層進(jìn)行摻雜后可形成多個(gè)阱區(qū)，然后形成源區(qū)。本發(fā)明的方案中以至少兩條多晶硅平面柵以及連接任意相鄰兩條多晶硅平面柵之間的至少一條多晶硅平面橋作為柵區(qū)，以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層進(jìn)行摻雜，在柵區(qū)下會(huì)形成多 個(gè)阱區(qū)，在柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)通過擴(kuò)散是連接起來的，并且多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)比較淺，使得垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在雪崩狀態(tài)時(shí)，反向電流容易流過柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的比較淺的多個(gè)阱區(qū)，那么該半導(dǎo)體器件中的寄生三極管不易開啟，提升了該半導(dǎo)體器件的雪崩能量。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的vdmos器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4c是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4d是本發(fā)明實(shí)施例二中的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例一

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法的流程圖，本方法具體包括如下步驟：

步驟110、以襯底和外延層形成漏區(qū)。

以n溝道垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為例，在n+襯底上制作n-型外延層，用n+型襯底和n-型外延層作為漏區(qū)。

步驟120、形成至少兩條多晶硅平面柵以及形成連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋，以作為柵區(qū)。

具體的，多晶硅平面橋包括左右兩個(gè)與多晶硅平面柵連接的條狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，多晶硅平面橋的橋中心區(qū)域?yàn)闂l形、圓形或多邊形。其中多晶硅平面橋的條狀結(jié)構(gòu)與多晶硅平面橋的中心區(qū)域的角度最好為鈍角。多晶硅平面橋的中心區(qū)域可以選取六邊形或者正方形。

在制作柵區(qū)中的多晶硅層時(shí)，將多晶硅層設(shè)置成多晶硅平面柵以及連接任意相鄰兩個(gè)多晶硅平面柵之間的多晶硅平面橋作為柵區(qū)，其中多晶硅平面柵的數(shù)目不做設(shè)定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要自行設(shè)定，連接任意兩個(gè)多晶硅平面柵的多晶硅平面橋的數(shù)目不做設(shè)定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要自行設(shè)定。

步驟130、以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層 進(jìn)行摻雜，以形成多個(gè)阱區(qū)。

以柵區(qū)形成的多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，以n溝道垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為例，對(duì)n-型外延層進(jìn)行p型摻雜，形成多個(gè)p阱區(qū)。

進(jìn)一步的，多晶硅平面橋在所述多晶硅平面柵延伸方向上的尺寸小于所述多晶硅平面柵在所述多晶硅平面橋的延伸方向上的尺寸。

通過如此設(shè)計(jì)多晶硅平面橋下方形成的p阱區(qū)通過擴(kuò)散是連接起來的，并且，在多晶硅平面橋下方形成的p阱區(qū)比在多晶硅平面柵下方形成的p阱區(qū)淺。

步驟140、形成源區(qū)。

在上述步驟完成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成源區(qū)。

本實(shí)施例提供了一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法，以襯底和外延層形成漏區(qū)，形成至少兩條多晶硅平面柵以及形成連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋，以作為柵區(qū)，以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層進(jìn)行摻雜，以形成多個(gè)阱區(qū)，然后形成源區(qū)。本實(shí)施例的方案中以至少兩條多晶硅平面柵以及連接任意相鄰兩條多晶硅平面柵之間的至少一條多晶硅平面橋作為柵區(qū)，以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)所述外延層進(jìn)行摻雜，在柵區(qū)下會(huì)形成多個(gè)阱區(qū)，在柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)通過擴(kuò)散是連接起來的，并且多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)比較淺，使得垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在雪崩狀態(tài)時(shí)，反向電流容易流過柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的比較淺的多個(gè)阱區(qū)，那么該半導(dǎo)體器件中的寄生三極管不易開啟，提升了該半導(dǎo)體器件的雪崩能量。

實(shí)施例二

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。該垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)包括：漏區(qū)1、源區(qū)2和柵區(qū)3，柵區(qū)3包括：

至少兩條多晶硅平面柵30，以及連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋31。

以n溝道垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為例，柵區(qū)3形成之后，優(yōu)選的，所述垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件還包括：以所述多晶硅平面柵30和多晶硅平面橋31作為掩蔽對(duì)外延層n-進(jìn)行摻雜后形成的多個(gè)阱區(qū)4，優(yōu)選的，阱區(qū)4為p阱區(qū)。

圖3示出了寄生三極管，由于在柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)通過擴(kuò)散是連接起來的，并在柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的p阱區(qū)比較淺，所以當(dāng)垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在雪崩狀態(tài)時(shí)，反向電流從柵區(qū)下面較淺的p阱區(qū)流過，不會(huì)流過寄生三極管的基區(qū)，不會(huì)導(dǎo)致寄生三極管開啟器件失效，器件雪崩能量eas較高。

其中，多晶硅平面橋31的橋中心區(qū)域?yàn)闂l形、圓形或多邊形。

圖4a、4b、4c和4d為本發(fā)明實(shí)施例二提供的垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

優(yōu)選的，多晶硅平面橋31的橋中心形狀為條形、圓形或多邊形。

具體的，多晶硅平面橋31包括左右兩個(gè)與多晶硅平面柵連接的條狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，多晶硅平面橋31的橋中心區(qū)域?yàn)闂l形、圓形或多邊形。其中多晶硅平面橋31的條狀結(jié)構(gòu)與多晶硅平面橋31的中心區(qū)域的角度最好為鈍角。多晶硅 平面橋31的中心區(qū)域可以選取六邊形或者正方形。其中多晶硅平面柵的數(shù)目不做設(shè)定，根據(jù)需要選擇，連接任意兩個(gè)多晶硅平面柵的多晶硅平面橋的數(shù)目不做設(shè)定，根據(jù)需要選擇。

優(yōu)選的，述多晶硅平面橋31在所述多晶硅平面柵30延伸方向上的尺寸a小于所述多晶硅平面柵30在所述多晶硅平面橋31的延伸方向上的尺寸b。

通過如此設(shè)計(jì)多晶硅平面橋下方形成的p阱區(qū)通過擴(kuò)散連接起來，并且，在多晶硅平面橋下方形成的p阱區(qū)比在多晶硅平面柵下方形成的p阱區(qū)淺。

本實(shí)施例的技術(shù)方案提供了一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，包括：漏區(qū)、源區(qū)和柵區(qū)，所述柵區(qū)包括：至少兩條多晶硅平面柵，以及連接在任意相鄰兩條所述多晶硅平面柵之間的至少一個(gè)多晶硅平面橋。本實(shí)施例的方案中以至少兩條多晶硅平面柵以及連接任意相鄰兩條多晶硅平面柵之間的至少一條多晶硅平面橋作為柵區(qū)，以所述多晶硅平面柵和多晶硅平面橋作為掩蔽，對(duì)外延層進(jìn)行摻雜，在柵區(qū)下會(huì)形成擴(kuò)散的多個(gè)阱區(qū)，在柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)通過擴(kuò)散是連接起來的，并且多晶硅平面橋下方形成的阱區(qū)比較淺，使得垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在雪崩狀態(tài)時(shí)，反向電流容易流過柵區(qū)中多晶硅平面橋下方形成的比較淺的多個(gè)阱區(qū)，那么該半導(dǎo)體器件中的寄生三極管不易開啟，提升了該半導(dǎo)體器件的雪崩能量。

本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更 多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。