本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于傳統(tǒng)的功率mosfet器件，器件導(dǎo)通電阻（ron）與源漏擊穿電壓存在一定的折中關(guān)系（ron∝bv^2.5），長(zhǎng)久以來(lái)限制了功率mosfet器件的發(fā)展。低壓超結(jié)mosfet利用電荷平衡原理，使得n型漂移區(qū)即使在較高摻雜濃度的情況下也能實(shí)現(xiàn)器件較高的擊穿電壓，從而獲得低的導(dǎo)通電阻，打破了傳統(tǒng)功率mosfet的硅極限。如圖21，普通工藝流程高摻雜多晶硅形成氧化層質(zhì)量不高且柵源極性之間的氧化層厚度不均勻，對(duì)器件參數(shù)和可靠性帶來(lái)了極大風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)及制造方法，在不增加工藝難度的前提下生成厚度一致性好、且厚度可調(diào)的柵源極氧化層。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：

通過(guò)兩次氮化硅工藝對(duì)柵極源極間氧化層厚度進(jìn)行調(diào)整，避免柵源間根部氧化層不均勻，造成器件失效或參數(shù)異常。

包括以下步驟：

步驟一：提供n型重?fù)诫s的n+襯底，并在n+襯底上形成n型外延層；

步驟二：在n型外延上生成第一層氮化硅并通過(guò)光刻、干法腐蝕形成有源區(qū)的深溝槽與終端區(qū)的深溝槽，終端區(qū)深溝槽包圍有源區(qū)深溝槽；

步驟三：利用濕法熱氧化工藝在所述深溝槽底部和側(cè)壁生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；

步驟四：利用多晶硅淀積工藝，進(jìn)行第一次多晶硅淀積；

步驟五：通過(guò)干法腐蝕工藝進(jìn)行多晶硅回刻，刻蝕至多晶硅與外延層上表面齊平；

步驟六：利用干法加濕法工藝去除表面場(chǎng)氧化層，同時(shí)場(chǎng)氧化層向深溝槽內(nèi)部凹陷不能大于1000a；

步驟七：通過(guò)光刻、多晶硅刻蝕及濕法腐蝕工藝對(duì)有源區(qū)深溝槽內(nèi)的第一多晶硅及場(chǎng)氧化層先后進(jìn)行回刻，使有源區(qū)深溝槽上方得到一個(gè)淺溝槽，終端區(qū)深溝槽內(nèi)的第一多晶硅及場(chǎng)氧化層在光刻膠的保護(hù)下不回刻；

步驟八：淀積第二層氮化硅，并通過(guò)干法刻蝕掉水平面氮化硅并進(jìn)一步干法刻蝕第一層多晶硅；

步驟九：經(jīng)過(guò)干法熱氧化工藝生長(zhǎng)第一層多晶硅表面的柵氧化層，形成厚度均勻的mosfet器件第一多晶硅表面的柵極氧化層；

步驟十：第二次多晶硅淀積，并對(duì)第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽mosfet器件柵極；

步驟十一：p-body注入，形成p阱；

步驟十二：通過(guò)注入，制作器件有源區(qū)；

步驟十三：淀積介質(zhì)層，接觸孔刻蝕；

步驟十四：接觸孔刻蝕注入形成歐姆接觸，最終完成結(jié)構(gòu)。

第一層氮化硅刻蝕和深槽對(duì)齊，第二層氮化硅和第一層氮化硅疊加側(cè)面平齊，第二層氮化硅和第一層氮化硅疊加厚度能夠有效保護(hù)外延平面在第一層多晶硅進(jìn)一步刻蝕過(guò)程不被一同刻蝕。

如所述的低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)的制造方法制得的低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過(guò)兩次氮化硅工藝改進(jìn)后，可形成高質(zhì)量柵極源極之間氧化層，可以用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝實(shí)現(xiàn)，在工藝難度不增加的情況下改善第一多晶硅與柵極多晶硅之間氧化層質(zhì)量，優(yōu)化產(chǎn)品的參數(shù)，提高成品率和可靠性，最終達(dá)到降低芯片成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明步驟一的示意圖；

圖2為本發(fā)明步驟二的示意圖；

圖3為本發(fā)明步驟三的示意圖；

圖4為本發(fā)明步驟四的示意圖；

圖5為本發(fā)明步驟五的示意圖；

圖6為本發(fā)明步驟六的示意圖；

圖7為本發(fā)明步驟七的示意圖；

圖8為本發(fā)明步驟八的示意圖；

圖9為本發(fā)明步驟九的示意圖；

圖10為本發(fā)明步驟十的示意圖；

圖11為本發(fā)明步驟十一的示意圖；

圖12為本發(fā)明步驟十二的示意圖；

圖13為本發(fā)明步驟十三的示意圖；

圖14為本發(fā)明步驟十四的示意圖；

圖15為本發(fā)明步驟十五的示意圖；

圖16為本發(fā)明步驟十六的示意圖；

圖17為本發(fā)明步驟十七的示意圖；

圖18為本發(fā)明步驟十八的示意圖；

圖19為本發(fā)明步驟十九的示意圖；

圖20為本發(fā)明步驟二十的示意圖；

圖21為現(xiàn)有工藝最終器件的截面圖。

圖22為本發(fā)明器件的截面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明涉及的低壓超結(jié)mosfet柵源氧化層結(jié)構(gòu)的制造方法，通過(guò)深槽填充多晶硅，兩個(gè)深槽互相電荷平衡完成超結(jié)功能，再在深槽上方采用濕法腐蝕的方式形成淺槽，在淺槽中制作低壓超結(jié)mosfet，共同構(gòu)成低壓超結(jié)器件。兩次氮化硅工藝對(duì)柵極源極間氧化層厚度進(jìn)行調(diào)整，避免圖21中老式方案柵源間根部氧化層不均勻，造成器件失效或參數(shù)異常。具體包括以下步驟：

步驟一：提供n型重?fù)诫s的n+襯底，并在n+襯底上形成n型外延層；

步驟二：在n型外延上生成第一層氮化硅并通過(guò)光刻、干法腐蝕形成有源區(qū)的深溝槽與終端區(qū)的深溝槽，終端區(qū)深溝槽包圍有源區(qū)深溝槽；

步驟三：利用濕法熱氧化工藝在所述深溝槽底部和側(cè)壁生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；

步驟四：利用多晶硅淀積工藝，進(jìn)行第一次多晶硅淀積；

步驟五：通過(guò)干法腐蝕工藝進(jìn)行多晶硅回刻，刻蝕至多晶硅與外延層上表面齊平；

步驟六：利用干法加濕法工藝去除表面場(chǎng)氧化層，同時(shí)場(chǎng)氧化層向深溝槽內(nèi)部凹陷不能大于1000a；

步驟七：通過(guò)光刻、多晶硅刻蝕及濕法腐蝕工藝對(duì)有源區(qū)深溝槽內(nèi)的第一多晶硅及場(chǎng)氧化層先后進(jìn)行回刻，使有源區(qū)深溝槽上方得到一個(gè)淺溝槽，終端區(qū)深溝槽內(nèi)的第一多晶硅及場(chǎng)氧化層在光刻膠的保護(hù)下不回刻；

步驟八：淀積第二層氮化硅，并通過(guò)干法刻蝕掉水平面氮化硅并進(jìn)一步干法刻蝕第一層多晶硅；

步驟九：經(jīng)過(guò)干法熱氧化工藝生長(zhǎng)第一層多晶硅表面的柵氧化層，形成厚度均勻的mosfet器件第一多晶硅表面的柵極氧化層；

步驟十：第二次多晶硅淀積，并對(duì)第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽mosfet器件柵極；

步驟十一：p-body注入，形成p阱；

步驟十二：通過(guò)注入，制作器件有源區(qū)；

步驟十三：淀積介質(zhì)層，接觸孔刻蝕；

步驟十四：接觸孔刻蝕注入形成歐姆接觸，最終完成結(jié)構(gòu)。

第一層氮化硅刻蝕和深槽對(duì)齊，第二層氮化硅和第一層氮化硅疊加側(cè)面平齊，第二層氮化硅和第一層氮化硅疊加厚度能夠有效保護(hù)外延平面在第一層多晶硅進(jìn)一步刻蝕過(guò)程不被一同刻蝕。

以下通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明：

步驟一：提供n型重?fù)诫s的n+襯底，并在n+襯底上形成n型外延層，如圖1示；

步驟二：在n型外延上淀積第一層氮化硅，通過(guò)光刻、干法腐蝕形成多個(gè)陣列型的條形深槽，如圖2示；

步驟三：利用熱氧化工藝在所述深槽底部和側(cè)壁生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層，如圖3示；

步驟四：利用多晶硅淀積工藝，進(jìn)行第一次多晶硅淀積，如圖4示；

步驟五：利用光刻工藝和多晶硅干法腐蝕進(jìn)行多晶硅回刻，去除表面不需要的多晶硅結(jié)構(gòu)如圖5示；

步驟六：場(chǎng)氧化層的濕法腐蝕，在每個(gè)深槽上方得到一個(gè)淺槽，如圖6示；

步驟七：淀積第二層氮化硅，如圖7所示；

步驟八：氮化硅平面干法刻蝕，形成側(cè)壁保護(hù)，如圖8所示；

步驟九：第一層多晶硅進(jìn)一步干法刻蝕至低于氧化層高度，如圖9所示；

步驟十：干法熱氧化第一層多晶硅表面，形成厚度均勻的氧化層，即柵源之間的氧化層，如圖10所示；

步驟十一：濕法腐蝕去除所有氮化硅層，如圖11所示；

步驟十二：經(jīng)過(guò)犧牲氧化、柵氧氧化，形成mosfet器件柵氧，如圖12示；

步驟十三：第二次多晶硅淀積，如圖13示；

步驟十四：第二次多晶硅干法回刻，形成淺槽mosfet器件柵極，如圖14示；

步驟十五：p阱注入，如圖15所示；

步驟十六：source注入，形成器件源極，如圖16示；

步驟十七：介質(zhì)淀積，如圖17示；

步驟十八：通過(guò)介質(zhì)層做分離和外延層腐蝕工藝形成形成接觸孔，如圖18；

步驟十九：完成孔鎢填充，和表面金屬工藝形成器件正面結(jié)構(gòu)，如圖19示。

步驟二十：最后完成背面金屬工藝，形成器件漏端，完成最終器件結(jié)構(gòu)，如圖20示。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。