Vdmos的制造方法和vdmos的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(Vertical Double-diffused MOSFET ;簡(jiǎn)稱:VDM0S)的制造方法和 VDMOS。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平面型VDMOS的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1所示，為了提高非箝位感性開(kāi)關(guān)(UIS)能力，即防止源區(qū)、體區(qū)和N型外延層三者形成的三極管導(dǎo)通，現(xiàn)有技術(shù)采用的方法為將源區(qū)與體區(qū)通過(guò)金屬短接起來(lái)。
[0003]但是，從圖1中獲知，現(xiàn)有的VDMOS其非箝位感性開(kāi)關(guān)nS能力低，仍存在改善空間。例如:通?，F(xiàn)有的VDM0S，其源區(qū)摻雜濃度較高，源區(qū)與P+區(qū)接觸為N+P接觸，該接觸可增加上述三極管導(dǎo)通能力；上述情形都導(dǎo)致VDMOS的非箝位感性開(kāi)關(guān)(UIS)能力下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種VDMOS的制造方法和VDM0S，用于降低以源區(qū)、體區(qū)和N型外延層三者形成的三極管導(dǎo)通的導(dǎo)通能力，進(jìn)而提高UIS能力。
[0005]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種VDMOS的制造方法，包括:
[0006]在N型外延層上依次生成柵氧化層、多晶硅層、P-體區(qū)；
[0007]在所述P-體區(qū)注入N型雜質(zhì)形成N型源區(qū)，所述N型源區(qū)包括N-源區(qū)和N+源區(qū)；所述N+源區(qū)位于所述柵氧化層與N-源區(qū)之間；
[0008]在所述多晶硅層和所述柵氧化層上依次形成氧化層、P+區(qū)、介質(zhì)層、接觸孔和金屬層，以使得所述金屬層分別與所述N-源區(qū)、N+源區(qū)、柵氧化層、氧化層、介質(zhì)層中每層的側(cè)面以及所述P+區(qū)相連接。
[0009]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種VDM0S，包括:N型襯底，在所述N型襯底上表面形成的N型外延層，在所述N型外延層上表面形成的柵氧化層，在所述柵氧化層上表面形成的多晶硅層，在所述N型襯底上形成的P-體區(qū)、由在所述P-體區(qū)注入N型雜質(zhì)形成的N型源區(qū)，所述N型源區(qū)包括N-源區(qū)和N+源區(qū)；所述N+源區(qū)位于所述柵氧化層與N-源區(qū)之間；在所述P-體區(qū)內(nèi)形成的P+體區(qū)，在所述P+體區(qū)上方形成的接觸孔，以及在所述介質(zhì)層的上表面、所述接觸孔中以及所述N型襯底的下表面形成的金屬層；
[0010]其中，所述金屬層分別與所述N-源區(qū)、所述N+源區(qū)、所述柵氧化層、所述氧化層和所述介質(zhì)層中每層的側(cè)面及所述P+區(qū)相連接。
[0011]本發(fā)明提供的VDMOS的制造方法和VDM0S，將N型源區(qū)分為兩部分；即在N型源區(qū)中靠近第一氧化層的部分區(qū)域內(nèi)形成N+源區(qū)，在N型源區(qū)中遠(yuǎn)離第一氧化層的部分區(qū)域內(nèi)形成N-源區(qū)。這種N型源區(qū)結(jié)構(gòu)在保證其正常工作所需雜質(zhì)濃度的前提下，使N型源區(qū)與體區(qū)接觸面為低摻雜的N-源區(qū)與P型體區(qū)接觸，有效降低了以源區(qū)-體區(qū)-外延層構(gòu)成的寄生三極管的發(fā)射極注入效率，從而降低寄生三極管導(dǎo)通的可能，增強(qiáng)了 VDMOS的UIS能力。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的VDMOS的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的VDMOS的制造方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0014]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例中柵氧化層和多晶硅層的形成方法的示意圖；
[0015]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例中P-體區(qū)的形成方法的示意圖
[0016]圖3c為本發(fā)明實(shí)施例中N型源區(qū)的形成方法的示意圖；
[0017]圖3d為本發(fā)明實(shí)施例中氧化層和P+體區(qū)的形成方法的示意圖；
[0018]圖3e為本發(fā)明實(shí)施例中介質(zhì)層和接觸孔的形成方式的示意圖；
[0019]圖3f為本發(fā)明實(shí)施例中金屬層的形成方式的示意圖；
[0020]圖3g為本發(fā)明實(shí)施例中接觸孔內(nèi)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)形成方式的示意圖；
[0021]圖3h為本發(fā)明實(shí)施例中第一 P+型區(qū)形成方式的示意圖
[0022]圖3i為本發(fā)明實(shí)施例中接觸孔和第一 P+型區(qū)同時(shí)存在的形成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。為了方便說(shuō)明，放大或者縮小了不同層和區(qū)域的尺寸，所以圖中所示大小和比例并不一定代表實(shí)際尺寸，也不反映尺寸的比例關(guān)系。
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的VDMOS的制造方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，該方法具體包括:
[0025]S201，在N型外延層上依次生成柵氧化層、多晶硅層、P-體區(qū)；
[0026]在本實(shí)施例中，圖3a為本發(fā)明實(shí)施例中柵氧化層和多晶硅層的形成方法的示意圖，如圖3a所示，將該柵氧化層形成在N型外延層的上表面，并在該柵氧化層的上表面形成多晶硅層。其中，N型外延層形成在N型襯底的上表面。該柵氧化層生長(zhǎng)溫度大于或等于900°C，且小于或等于1100°C;其厚度大于或等于0.05um，且小于或等于0.20um。該多晶硅層生長(zhǎng)溫度大于或等于500°C，且小于或等于700°C ;其厚度大于或等于0.3um,且小于或等于 0.8um。
[0027]另外，圖3b為本發(fā)明實(shí)施例中P-體區(qū)的形成方法的示意圖，如圖3b所示，P-體區(qū)的形成方式具體為:注入硼離子以形成P-體區(qū)，其中，硼離子的劑量大于或等于1.0E13個(gè)/cm2,且小于或等于1.0E15個(gè)/cm2 ;其能量大于或等于100KEV，且小于或等于150KEV。然后采用預(yù)設(shè)驅(qū)入溫度和預(yù)設(shè)驅(qū)入時(shí)間對(duì)該P(yáng)-體區(qū)進(jìn)行驅(qū)入，其中，該預(yù)設(shè)驅(qū)入溫度大于或等于1100°C，且小于或等于1200°C ;預(yù)設(shè)驅(qū)入時(shí)間大于或等于50分鐘，且小于或等于200分鐘。
[0028]S202，在P-體區(qū)注入N型雜質(zhì)形成N型源區(qū),該N型源區(qū)包括N-源區(qū)和N+源區(qū)；該N+源區(qū)位于柵氧化層與N-源區(qū)之間；
[0029]圖3c為本發(fā)明實(shí)施例中N型源區(qū)的形成方法的示意圖，如圖3c所示，N型源區(qū)的形成方式具體為:在P-體區(qū)注入N型雜質(zhì)形成N型源區(qū)，該N型源區(qū)包括N-源區(qū)和N+源區(qū)；其中，N+源區(qū)位于柵氧化層與N-源區(qū)之間。
[0030]本實(shí)施例中具體給出了注入N型雜質(zhì)的一種具體實(shí)現(xiàn)方式:將注入過(guò)程分為兩次注入，首先在P-體區(qū)注入磷離子以形成N型源區(qū)的N-源區(qū)部分，該磷離子的劑量大于或等于1.0E13個(gè)/cm2，且小于或等于1.0E14個(gè)/cm2 ;其能量為大于或等于100KEV，且小于或等于150KEV ;其次，在P-體區(qū)再次注入砷離子形成N+源區(qū)部分，該砷離子的劑量大于或等于1.0E15個(gè)/cm2，且小于或等于1.0E16個(gè)/cm2 ;其能量為大于或等于100KEV，且小于或等于150KEV。在注入砷離子之前，如果上述柵氧化層的厚度超過(guò)0.05um，則需要進(jìn)行柵氧化層的刻蝕，以使柵氧化層的厚度小于或等于0.05um，否則會(huì)影響砷離子的注入。
[0031]S203在所述多晶硅層和所述柵氧化層上依次形成氧化層、P+區(qū)、介質(zhì)層、接觸孔和金屬層，以使得金屬層分別與N-源區(qū)、N+源區(qū)、柵氧化層、氧化層、介質(zhì)層中每層的側(cè)面以及P+區(qū)相連接；
[0032]在本實(shí)施例中，圖3d為本發(fā)明實(shí)施例中氧化層和P+體區(qū)的形成方法的示意圖，如圖3d所示，該氧化層和P+體區(qū)的形成方式具體為:在多晶硅層和柵氧化層的上表面采用低壓化學(xué)氣相淀積的方法形成氧化層，其中，該氧化層的生長(zhǎng)溫度大于或等于600°C，且小于或等于800°C;其厚度大于或等于0.1um,且小于或等于0.3um。然后注入硼離子(即圖3d中所示的P型離子)以形成該P(yáng)+體區(qū)，其中，該硼離子劑量大于或等于1.0E15個(gè)/cm2，且小于或等于1.0E16個(gè)/cm2 ;其能量為大于或等于100KEV，且小于或等于150KEV。
[0033]另外，圖3e為本發(fā)明實(shí)施例中介質(zhì)層和接觸孔的形成方式的示意圖，如圖3e所示，介質(zhì)層由不摻雜二氧化硅和磷硅玻璃制成，其中，不摻雜的二氧化硅的厚度為0.2um ；磷硅玻璃的厚度為0.8um。
[0034]圖3f為本發(fā)明實(shí)施例中金屬層的形成方式的示意圖，如圖3f所示，在介質(zhì)層側(cè)的金屬層可以稱之為正面金屬層。在N型襯底側(cè)的金屬層稱之為背面金屬層(或者鈦鎳銀復(fù)合層)。由圖3f可知，正面金屬層分別與N-源區(qū)、N+源區(qū)、柵氧化層、氧化層、介質(zhì)層的側(cè)面以及所述P+