一種溝槽型vdmos的溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溝槽型VDM0S(垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管(VDMOS)的漏源兩極分別在器件的兩側(cè)，使電流在器件內(nèi)部垂直流通，增加了電流密度，改善了額定電流，單位面積的導(dǎo)通電阻也較小，是一種用途非常廣泛的功率器件。目前，垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管的發(fā)展方向是:1.降低正向?qū)娮枰詼p小靜態(tài)功率損耗；2.提聞開(kāi)關(guān)速度以減小瞬態(tài)功率損耗。
[0003]減小靜態(tài)功率損耗主要通過(guò)降低器件總導(dǎo)通電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。器件總導(dǎo)通電阻主要由三部分構(gòu)成:1.溝道電阻；2.漂移區(qū)電阻；3.襯底電阻。這三部分電阻值的大小由器件的結(jié)構(gòu)和制造工藝決定。
[0004]對(duì)于低壓功率器件，在導(dǎo)通電阻中漂移區(qū)電阻相對(duì)所占比例較小，所以在導(dǎo)通電阻組成部分中溝道電阻起主要決定作用。因此降低溝道電阻能夠顯著減小器件的導(dǎo)通電阻，減小原胞尺寸能夠使單位器件面積內(nèi)溝道的數(shù)量增大，增加了溝道的寬/長(zhǎng)比，使電流通路增大，從而減小溝道電阻。減小原胞尺寸的主要方法是減小溝槽的寬度。
[0005]如圖1所示，目前常用的溝槽型VDMOS器件的溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法主要包括以下步驟:
[0006]S1、在硅片I表面生長(zhǎng)氧化硅2 ；
[0007]S2、使用光刻膠3通過(guò)光刻工藝在氧化硅2上形成掩膜圖形；
[0008]S3、使用干法刻蝕刻蝕氧化硅2，形成溝槽窗口 a ；
[0009]S4、去除光刻膠3;
[0010]S5、以氧化娃2作為掩膜材料，在娃片I上刻蝕形成溝槽b。
[0011 ] 通過(guò)現(xiàn)有方法得到的溝槽的寬度與溝槽窗口的寬度一致，而溝槽窗口的寬度由光刻工藝的最小線條寬度決定。為了減小溝槽的寬度，則需要使用更先進(jìn)的光刻設(shè)備，使得器件制造成本大幅上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供一種溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法，有效減小溝槽型VDMOS器件的溝槽寬度。
[0013]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0014]在襯底上生成氧化層；
[0015]在所述氧化層的表面進(jìn)行光刻，形成溝槽窗口 ；
[0016]在所述氧化層的上表面及溝槽窗口內(nèi)制備一層氮化物，該氮化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氧化層貼合形成第一側(cè)墻；
[0017]在所述氮化物上制備一層氧化物，該氧化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氮化物貼合形成第二側(cè)墻；
[0018]依次將氧化物、氮化物及襯底進(jìn)行刻蝕，保留第一側(cè)墻和第二側(cè)墻，形成溝槽。
[0019]進(jìn)一步地，所述刻蝕為干法刻蝕。
[0020]進(jìn)一步地，所述制備一層氮化物、一層氧化物的方法均為化學(xué)氣相淀積。
[0021]進(jìn)一步地，所述氮化物為氮化硅。
[0022]進(jìn)一步地，所述氧化物為氧化硅。
[0023]進(jìn)一步地，所述氮化物的厚度為0.01 μ???0.5 μ??，所述氧化物的厚度為0.01 μ m?2 μ m,所述溝槽的深度為I μ m?20 μ m。。
[0024]相應(yīng)地，本發(fā)明還提出一種使用以上制作方法制作的溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)，包括:襯底，位于襯底上的氧化層，以及在所述襯底上形成的溝槽，所述溝槽結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)由氮化物形成的第一側(cè)墻，和多個(gè)由氧化物形成的第二側(cè)墻；
[0025]其中，所述第一側(cè)墻的一側(cè)與所述氧化層的側(cè)壁貼合，所述第一側(cè)墻的另一側(cè)與所述第二側(cè)墻的一側(cè)貼合，所述第二側(cè)墻的另一側(cè)與溝槽的側(cè)壁處在同一垂直線上。
[0026]進(jìn)一步地，所述氮化物為氮化硅。
[0027]進(jìn)一步地，所述氧化物為氧化硅。
[0028]進(jìn)一步地,所述第一側(cè)墻的厚度為0.01 μ m?0.5 μ m,所述第二側(cè)墻的厚度為0.01 μ m?2 μ m,所述溝槽的深度為I μ m?20 μ m。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1、本發(fā)明通過(guò)制備由氮化物和氧化物形成的雙側(cè)墻，無(wú)需采用高成本的光刻工藝就能減小溝槽寬度，消除了光刻工藝能力對(duì)溝槽寬度的限制；
[0031]2、溝槽寬度減小后，器件面積內(nèi)溝道的數(shù)量增大，增加了溝道的寬/長(zhǎng)比，使電流通路增大，從而減小了溝道電阻，提高了器件性能；
[0032]3、溝槽寬度可以通過(guò)調(diào)整側(cè)墻的厚度進(jìn)行控制，簡(jiǎn)化了工藝，減小了工藝復(fù)雜度，能夠提聞器件成品率；
[0033]4、使用雙側(cè)墻作為刻蝕掩膜，能夠改善溝槽刻蝕后溝槽內(nèi)部形貌，提高了器件的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為【背景技術(shù)】中常用的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法對(duì)應(yīng)的實(shí)施效果圖；
[0035]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖；
[0036]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4(a)為本發(fā)明實(shí)施例一的工藝流程圖；
[0038]圖4(b)為與圖4(a)所示的工藝流程相對(duì)應(yīng)的實(shí)施效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，在襯底上生成氧化層；在所述氧化層的表面進(jìn)行光刻，形成溝槽窗口 ；在所述氧化層的上表面及溝槽窗口內(nèi)制備一層氮化物，該氮化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氧化層貼合形成第一側(cè)墻；在所述氮化物上制備一層氧化物，該氧化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氮化物貼合形成第二側(cè)墻；依次將氧化物、氮化物及襯底進(jìn)行刻蝕，保留第一側(cè)墻和第二側(cè)墻，形成溝槽。由于在溝槽窗口內(nèi)制備了由氮化物和氧化物形成的雙側(cè)墻，從而能夠有效減小溝槽型VDMOS器件的溝槽寬度，解決溝槽寬度由于受光刻工藝限制無(wú)法減小，導(dǎo)致溝道電阻增加、靜態(tài)功率損耗增加的問(wèn)題。
[0040]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，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種溝槽型VDMOS的溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0042]SI I，在襯底上生成氧化層；
[0043]S12，在所述氧化層的表面進(jìn)行光刻，形成溝槽窗口 ；
[0044]S13，在所述氧化層的上表面及溝槽窗口內(nèi)制備一層氮化物，該氮化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氧化層貼合形成第一側(cè)墻；
[0045]S14，在所述氮化物上制備一層氧化物，該氧化物在所述溝槽窗口內(nèi)與氮化物貼合形成第二側(cè)墻；
[0046]S15，依次將氧化物、氮化物及襯底進(jìn)行刻蝕，保留第一側(cè)墻和第二側(cè)墻，形成溝槽。
[0047]其中，進(jìn)一步地，步驟S13中制備一層氮化物的方法為化學(xué)氣相淀積。
[0048]進(jìn)一步地，步驟S14中制備一層氧化物的方法為化學(xué)氣相淀積。
[0049]進(jìn)一步地，所述氮化物優(yōu)選為氮化硅。由于直接在氧化層上制備氧化物，容易因過(guò)厚而導(dǎo)致開(kāi)裂，掩膜效果差，因此采用工藝上易制備的氮化硅作為過(guò)渡層制備雙側(cè)墻，不僅增加了側(cè)墻厚度，減少了溝槽寬度，還能夠減少應(yīng)力，增加雙側(cè)墻的粘附性。
[0050]進(jìn)一步地，所述氧化物為氧化硅。由于氧化硅制備工藝簡(jiǎn)單，作為掩膜材料刻蝕選擇比較好。
[0051]進(jìn)一步地，步驟S15中，由于氧化物、氮化物及襯底的物理性質(zhì)均不同，因此干法刻蝕所采用的氣體不同，由于氧化物、氮化物及襯底的刻蝕厚度不同，因此干法刻蝕的時(shí)間不同，所以在刻蝕氧化物時(shí)，設(shè)定刻蝕厚度與氧化物厚度一致，刻蝕結(jié)束后，氮化物上表面的氧化物被刻蝕干凈，但是氧化物在溝槽窗口內(nèi)形成的第二側(cè)墻得以保留；同理，在刻蝕氮化物時(shí)，設(shè)定刻蝕厚度與氮化物厚度一致，刻蝕結(jié)束后，氧化層上表面的氮化物被刻蝕干凈，但是氮化物在溝槽窗口內(nèi)形成的第一側(cè)墻得以保留；最后，將未被氧化層、第一側(cè)墻及第二側(cè)墻掩蓋的襯底刻蝕到需要的深度，形成溝槽。由于第一側(cè)墻和第二側(cè)墻的存在，使得最終形成的溝槽寬度小于溝槽窗口寬度。
[0052]進(jìn)一步地，所述氮化物的厚度為0.01 μπι?0.5 μπι，所述氧化物的厚度為0.01 μ m?2 μ m,所述