；再利用具有淺溝槽圖形的氧化層6作為掩膜對N型硅襯底1進(jìn)行刻蝕，在P型外延層4內(nèi)部形成淺溝槽，并使淺溝槽深入至N型外延層2內(nèi)部，該淺溝槽的深度和寬度可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)尺寸；
[0052]如圖10所示，緊接著去除氧化層6，例如可以通過氫氟酸進(jìn)行腐蝕以去除氧化層6。
[0053]步驟4、在形成有淺溝槽的N型硅襯底表面形成柵氧化層，并在淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶硅；
[0054]具體地，如圖11所示，可以在800?1100°C的溫度下在步驟3形成的N型硅襯底1上生長厚度為0.02?0.2um的柵氧化層7，例如生長溫度可以為950°C，厚度可以為0.lum ；
[0055]如圖12所示，隨后可以在形成有柵氧化層7的N型硅襯底1表面形成多晶硅層8，該多晶硅層8填充在淺溝槽內(nèi)部，并且多晶硅層8的生長溫度可以為500?800°C，例如650。。，厚度為 0.2 ?1.5um,例如 0.8um ；
[0056]如圖13所示，在刻蝕淺溝槽外部的多晶硅層8后，即可進(jìn)行后續(xù)源區(qū)的制作，由于上述步驟中沒有對深溝槽外部的P型外延層4進(jìn)行回刻或研磨，因此無需額外制作P-體區(qū)。
[0057]步驟5、在填充有多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)；
[0058]具體地，如圖14所示，可以對步驟4形成的N型硅襯底1進(jìn)行光刻和刻蝕，從而形成具有源區(qū)圖形的光刻膠層(圖中未示出)作為源區(qū)離子注入的掩膜；隨后向形成有上述光刻膠層的N型硅襯底1注入N型離子，在P型外延層4內(nèi)部形成源區(qū)10，其中N型離子的能量為50?150KeV，例如lOOKeV，劑量為1015?1016/cm2，例如5X 1016/cm2，隨后去除光刻膠層。
[0059]步驟6、在形成有源區(qū)的N型娃襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層；
[0060]具體地，如圖15所示，首先可以在步驟5形成的N型硅襯底1表面形成厚度例如為0.2um的無摻雜硅玻璃，并在無摻雜硅玻璃表面形成厚度例如為0.8um的磷硅玻璃，該無摻雜硅玻璃和磷硅玻璃構(gòu)成介質(zhì)層11 ；
[0061]如圖16所示，隨后可以對介質(zhì)層11和其下方的柵氧化層7進(jìn)行刻蝕，具體地，刻蝕掉P型外延層4和源區(qū)10端部表面的柵氧化層7及其上方的介質(zhì)層11，從而使殘留的柵氧化層7和介質(zhì)層11位于淺溝槽的多晶硅以及部分源區(qū)10的上方；
[0062]如圖17所示，緊接著可以在P型外延層4和介質(zhì)層11表面形成厚度為2?5um的鋁硅銅合金作為正面金屬層12，并在N型硅襯底1的背表形成鈦鎳銀復(fù)合層作為背面金屬層13 ;在對正面金屬層12進(jìn)行光刻和刻蝕，形成金屬連線后，即完成超結(jié)M0S器件的制造。
[0063]本發(fā)明的超結(jié)M0S器件具有N型硅襯底1 ;在N型硅襯底1的一側(cè)表面(即正面)設(shè)有N型外延層2，在N型外延層2內(nèi)部設(shè)有深溝槽，在深溝槽內(nèi)部和N型外延層2表面設(shè)有P型外延層4，在N型外延層4內(nèi)部設(shè)有P型擴(kuò)散層5 ;在P型外延層5內(nèi)部設(shè)有淺溝槽和源區(qū)10，淺溝槽深入至N型外延層4內(nèi)部，在淺溝槽和源區(qū)10表面設(shè)有柵氧化層7，在淺溝槽表面的柵氧化層7上填充有多晶硅8，在柵氧化層7和多晶硅8上依次設(shè)有介質(zhì)層11和金屬層；進(jìn)一步地，金屬層包括正面金屬層12和背面金屬層13,其中正面金屬層12設(shè)置在介質(zhì)層11表面，背面金屬層13設(shè)置在N型硅襯底1的背面。
[0064]本發(fā)明的制造方法無需對深溝槽外部的P型外延層4進(jìn)行回刻或研磨，其直接在P型外延層4中刻蝕出淺溝槽，不僅可以避免因回刻或研磨P型外延層4所帶來的不利影響，還能夠省去P-體區(qū)的制作，從而簡化了制造工藝，降低了制造成本；利用本發(fā)明制造方法制得的超結(jié)MOS器件質(zhì)量高，可靠性好。
[0065]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(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:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(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)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超結(jié)MOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下順序進(jìn)行的步驟: 在N型硅襯底的N型外延層內(nèi)部形成深溝槽； 在形成有所述深溝槽的N型硅襯底上形成P型外延層，經(jīng)驅(qū)入，在所述N型外延層內(nèi)部形成P型擴(kuò)散層； 在所述P型外延層內(nèi)部形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部； 在形成有所述淺溝槽的N型硅襯底表面形成柵氧化層，并在所述淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶石圭； 在填充有所述多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)； 在形成有所述源區(qū)的N型硅襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在N型硅襯底的N型外延層內(nèi)部形成深溝槽，具體包括如下步驟: 在N型硅襯底的N型外延層表面形成初始氧化層，所述初始氧化層的生長溫度為900 ?1100°C，厚度為 0.2 ?0.8um ； 對所述初始氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述初始氧化層上形成深溝槽圖形； 利用所述具有深溝槽圖形的初始氧化層作為掩膜對所述N型硅襯底進(jìn)行刻蝕，在所述N型外延層內(nèi)部形成深度為30?60um、寬度為2?Sum的深溝槽，隨后去除所述初始氧化層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述驅(qū)入的溫度為900?1200°C，時(shí)間為20?300分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在形成有所述P型擴(kuò)散層的N型硅襯底上形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，具體包括如下步驟: 在形成有所述P型擴(kuò)散層的N型硅襯底上形成氧化層，所述氧化層的生長溫度為900 ?1200°C，厚度為 0.2 ?0.8um ； 對所述氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，在所述氧化層上形成淺溝槽圖形； 以所述具有淺溝槽圖形的氧化層作為掩膜對所述N型硅襯底進(jìn)行刻蝕，在所述P型外延層內(nèi)部形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，隨后去除所述氧化層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述柵氧化層的生長溫度為800?1100°C，厚度為 0.02 ?0.2um。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶硅，具體包括如下步驟: 在形成有所述柵氧化層的N型硅襯底表面形成多晶硅層，所述多晶硅層的生長溫度為500 ?800°C，厚度為 0.2 ?1.5um ； 刻蝕所述淺溝槽外部的多晶硅層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述填充有多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)，具體包括如下步驟: 對填充有多晶硅的N型硅襯底進(jìn)行光刻和刻蝕，形成具有源區(qū)圖形的光刻膠層； 向形成有所述光刻膠層的N型硅襯底注入N型離子，在所述P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)，其中N型離子的能量為50?150KeV，劑量為115?1016/cm2，隨后去除所述光刻膠層。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在形成有源區(qū)的N型硅襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層，具體包括如下步驟: 在形成有所述源區(qū)的N型硅襯底表面形成無摻雜硅玻璃，并在所述無摻雜硅玻璃表面形成磷娃玻璃，所述無摻雜娃玻璃和磷娃玻璃構(gòu)成介質(zhì)層； 對所述介質(zhì)層和其下方的柵氧化層進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕后的N型硅襯底的兩面分別形成正面金屬層和背面金屬層。9.一種超結(jié)MOS器件，其特征在于，具有N型硅襯底； 在所述N型硅襯底的一側(cè)表面設(shè)有N型外延層，在所述N型外延層內(nèi)部設(shè)有深溝槽，在所述深溝槽內(nèi)部和所述N型外延層表面設(shè)有P型外延層,在所述N型外延層內(nèi)部設(shè)有P型擴(kuò)散層； 在所述P型外延層內(nèi)部設(shè)有淺溝槽和源區(qū)，所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部，在所述淺溝槽和P型外延層表面設(shè)有柵氧化層，在所述淺溝槽表面的柵氧化層上填充有多晶硅，在所述柵氧化層和所述多晶硅上依次設(shè)有介質(zhì)層和金屬層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超結(jié)MOS器件，其特征在于，所述金屬層包括正面金屬層和背面金屬層，其中所述正面金屬層設(shè)置在所述介質(zhì)層表面，所述背面金屬層設(shè)置在所述N型硅襯底背面。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超結(jié)MOS器件及其制造方法。該制造方法包括如下順序進(jìn)行的步驟：在N型硅襯底的N型外延層內(nèi)部形成深溝槽；在形成有所述深溝槽的N型硅襯底上形成P型外延層，經(jīng)驅(qū)入，在所述N型外延層內(nèi)部形成P型擴(kuò)散層；在所述P型外延層內(nèi)部形成淺溝槽，并使所述淺溝槽深入至所述N型外延層內(nèi)部；在形成有所述淺溝槽的N型硅襯底表面形成柵氧化層，并在所述淺溝槽內(nèi)部的柵氧化層上填充多晶硅；在填充有所述多晶硅的N型硅襯底的P型外延層內(nèi)部形成源區(qū)；在形成有所述源區(qū)的N型硅襯底表面依次形成介質(zhì)層和金屬層。本發(fā)明的制造方法無需對P型外延層進(jìn)行回刻或研磨，并且還能夠省去體區(qū)制作步驟，因此簡化了制造工藝并降低了制造成本。
【IPC分類】H01L29/78, H01L21/336, H01L29/06
【公開號】CN105336777
【申請?zhí)枴緾N201410332442
【發(fā)明人】馬萬里
【申請人】北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年7月11日