一種耗盡型vdmos器件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種耗盡型VDM0S器件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]VDMOS (Vertical Double-diffus1n Metal-Oxide-Semiconductor,垂直雙擴散場效應(yīng)晶體管)器件可根據(jù)溝道與電壓的關(guān)系，分為增強型VDM0S和耗盡型VDM0S。增強型VDM0S的柵極電壓為0V時不會在漏極/源極間有電流流動，而耗盡型VDM0S器件的柵極電壓VGS為0V時，在漏極/源極間會有電流流動，這是因為耗盡型VDM0S器件的襯底表層中通過低濃度摻雜形成的溝道區(qū)能夠感應(yīng)出與襯底摻雜類型相反地多數(shù)載流子，相當于溝道區(qū)將源極和漏極短接在一起，即使VGS為0V，漏極一旦施加偏壓，漏極/源極間就會有電流通過。
[0003]N型晶體管中的溝道區(qū)是N型摻雜的，而P型晶體管中的溝道區(qū)是P摻雜的。對于N型摻雜的耗盡型VDM0S，當柵極電壓為正值的情況下，在低濃度N型雜質(zhì)區(qū)中進一步感應(yīng)電子，會有更多的電流流動，產(chǎn)生漏極電流；當柵極電壓為負值的情況下，當柵極電壓為負值，會在溝道區(qū)內(nèi)感應(yīng)出大量空穴，溝道開始耗盡，隨著耗盡層展寬，最終整個溝道全部耗盡，近而反型，此時VDM0S會關(guān)斷，此時的柵極電壓被稱作耗盡型VDM0S的閾值電壓。
[0004]耗盡型VDM0S晶體管的上述常導(dǎo)通特性使其在半導(dǎo)體集成電路中作為恒流源加以利用，而且器件的精度對模擬電路的高性能化或整個電路的低成本化有著很大的影響。目前的耗盡型VDM0S管多為平面型耗盡VDM0S管，但是大多平面型耗盡VDM0S管并不適合在低壓場合下應(yīng)用。
[0005]綜上，現(xiàn)有技術(shù)中存在著耗盡型VDM0S管多為平面型耗盡VDM0S管，而大多平面型耗盡VDM0S管并不適合在低壓場合下應(yīng)用的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種耗盡型VDM0S器件及其制作方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的耗盡型VDM0S管多為平面型耗盡VDM0S管，而大多平面型耗盡M0S管并不適合在低壓場合下應(yīng)用的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明方法包括:
[0008]本發(fā)明實施例提供的一種耗盡型垂直雙擴散場效應(yīng)晶體管VDM0S器件的制作方法，包括:
[0009]在第一導(dǎo)電類型外延層上生成第二導(dǎo)電類型體區(qū)后，在所述第一導(dǎo)電類型外延層上生成第一氧化層；
[0010]在所述第一氧化層上光刻出用于刻蝕溝槽的掩膜圖形，并根據(jù)該掩膜圖形對所述第一氧化層進行刻蝕；
[0011 ] 將未被刻蝕的第一氧化層作為掩膜刻蝕傾斜溝槽；
[0012]對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜，生成第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)；
[0013]去除所述第一氧化層，依次制作柵氧化層、多晶硅層，將所述多晶硅層刻蝕后制作第一導(dǎo)電類型源區(qū)；
[0014]在所述柵氧化層和多晶硅層的表面生成介質(zhì)層，制作接觸孔和金屬層。
[0015]該方法將VDM0S器件制作成溝槽耗盡型VDM0S器件，由于溝槽器件溝槽底部電場分布的特殊性，溝槽器件集成度高，單位面積內(nèi)電流大，使得溝槽型器件更適合在低壓場合下應(yīng)用。
[0016]進一步地，所述將未被刻蝕的第一氧化層作為掩膜刻蝕傾斜溝槽，具體包括:
[0017]在所述未被刻蝕的第一氧化層的掩膜下，在所述第一導(dǎo)電類型外延層上刻蝕出溝槽側(cè)壁均與水平夾角呈70°至80°的溝槽。
[0018]該方法沒有將溝槽制作成豎直的溝槽，而是將溝槽制作成傾斜的溝槽，與常規(guī)的溝槽器件相比，傾斜的溝槽使得在進行雜質(zhì)離子的注入形成摻雜溝道區(qū)時不必傾斜一定角度進行離子注入，也不需要旋轉(zhuǎn)襯底，從而降低了器件制作對設(shè)備及工藝的要求，而且使摻雜溝道區(qū)的離子濃度和器件的穩(wěn)定性得以提高。
[0019]進一步地，采用零角度注入的方式對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜，生成第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)。
[0020]采用零角度注入的方式相比現(xiàn)有技術(shù)中的豎直溝槽的傾斜注入的方式來說，更加簡單有效，使摻雜溝道區(qū)的離子濃度更加均勻穩(wěn)定。
[0021]進一步地，對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜生成第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)時，進行摻雜的離子為磷離子、砷離子或磷離子。
[0022]進一步地，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型；或第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
[0023]本發(fā)明實施例提供一種耗盡型垂直雙擴散場效應(yīng)晶體管VDM0S器件，包括:在第一導(dǎo)電類型外延層上生成的第二導(dǎo)電類型體區(qū)和第一導(dǎo)電類型源區(qū)，在所述第一導(dǎo)電類型外延層上制作的柵氧化層、多晶硅層，在所述柵氧化層和多晶硅層的表面生成的介質(zhì)層，以及接觸孔和金屬層，
[0024]還包括:傾斜溝槽，以及對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜而生成的第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)；
[0025]其中，所述傾斜溝槽是在所述第一導(dǎo)電類型外延層上生成第一氧化層后，在所述第一氧化層上光刻出用于刻蝕溝槽的掩膜圖形，并根據(jù)該掩膜圖形對所述第一氧化層進行刻蝕后，將未被刻蝕的第一氧化層作為掩膜刻蝕而成的溝槽；所述柵氧化層是去除所述第一氧化層后在所述第一導(dǎo)電類型外延層上生成的；所述第一導(dǎo)電類型源區(qū)是在所述多晶硅層生成之后制作成的。
[0026]進一步地，所述傾斜溝槽為溝槽側(cè)壁均與水平夾角呈70°至80°的溝槽。
[0027]進一步地，所述第一導(dǎo)電類型摻雜溝道是采用零角度注入的方式對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜而形成的。
[0028]進一步地，所述第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)中所摻雜的離子為磷離子、砷離子或磷離子。
[0029]進一步地，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型；或第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
[0030]本發(fā)明實施例提供的一種盡型VDM0S器件及其制作方法，通過將未被刻蝕的第一氧化層作為掩膜刻蝕傾斜溝槽；對所述傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜，生成第一導(dǎo)電類型摻雜溝道區(qū)，經(jīng)后續(xù)步驟制備成了具有傾斜溝槽的耗盡型VDM0S器件，由于溝槽器件溝槽底部電場分布的特殊性，使得溝槽型器件更適合在低壓場合下應(yīng)用，雖然溝槽器件的擊穿電壓很難做到平面型那么高，但溝槽器件集成度高，單位面積內(nèi)電流大，更適合應(yīng)用于低壓場合。此外，本方法沒有將溝槽制作成豎直的溝槽，而是將溝槽制作成傾斜的溝槽，與常規(guī)的溝槽器件相比，傾斜的溝槽使得在進行雜質(zhì)離子的注入形成摻雜溝道區(qū)時不必傾斜一定角度進行離子注入，也不需要旋轉(zhuǎn)襯底，從而降低了器件制作對設(shè)備及工藝的要求，而且使摻雜溝道區(qū)的離子濃度和器件的穩(wěn)定性得以提高。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明實施例1提供的一種耗盡型VDM0S器件的制作方法流程圖；
[0033]圖2至圖9為采用實施例1所提供的方法進行VDM0S器件制作時各個步驟的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明實施例2提供的一種耗盡型VDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]如圖1所示的本發(fā)明實施例提供的一種耗盡型VDM0S器件的制作方法，該方法包括以下步驟:
[0037]步驟101，在第一導(dǎo)電類型外延層上生成第二導(dǎo)電類型體區(qū)后，在第一導(dǎo)電類型外延層上生成第一氧化層；
[0038]步驟102，在第一氧化層上光刻出用于刻蝕溝槽的掩膜圖形，并根據(jù)該掩膜圖形對第一氧化層進行刻蝕；
[0039]步驟103，將未被刻蝕的第一氧化層作為掩膜刻蝕傾斜溝槽；
[0040]步驟104，對傾斜溝槽的內(nèi)部側(cè)壁進行離子摻雜，生成第一導(dǎo)電類型摻雜溝道；
[0041]步驟105，去除第一氧化層，依次制作柵氧化層、多晶硅層，將多晶硅層刻蝕后制作第一導(dǎo)電類型源區(qū)；
[0042]步驟106，在柵氧化層和多晶硅層的表面生成介質(zhì)層，制作接觸孔和金屬層。
[0043]完成步驟101之后，制作的VDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括第一導(dǎo)電類型襯底、第一導(dǎo)電類型外延層、第二導(dǎo)電類型體區(qū)以及第一氧化層。
[0044]步驟101中，在第一導(dǎo)電類型外延層上生成第二導(dǎo)電類型體區(qū)時，注入能量一般為80KeV-120KeV，注入的劑量一般是數(shù)量級為13次方的劑量(比如1E13-5E13)，離子的驅(qū)入溫度通常為1050°C _1150°C，驅(qū)入時間通常為100min-60min，通常驅(qū)入溫度越高，驅(qū)入時間越短。若第二導(dǎo)電類型體區(qū)為P型體區(qū)，則注入的離子是硼離子，若第二導(dǎo)電類型體區(qū)為N型體區(qū)，則注入的離子是磷離子或砷離子。
[0045]在第一導(dǎo)電類型外延層上生成的第一氧化層為氧化硅，根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計，第一氧化層可以采用氧化法在高溫爐管中生長，也可以采用淀積法生長，如LPCVD(低壓化學(xué)氣相淀積法)。通常，第一氧化層的生長溫度為600-700°C，生長的厚度為300nm-800nm，但是，在具體實施中，可根據(jù)不同的器件，如溝槽深度的不同，第一氧化層的厚度也不同，溝槽越深，第一氧化層的厚度就會越厚。
[0046]步驟102中，在第一氧化層上光刻出用于刻蝕溝槽的掩膜圖形，并根據(jù)該掩膜圖形對第一氧化層進行刻蝕，具體步驟為:先在第一氧化層上面覆蓋設(shè)定圖形的光刻膠，然后光刻出用于刻蝕溝槽的掩膜圖形，再根據(jù)掩膜圖形保留第一氧化層上的掩蓋區(qū)域，刻蝕第一氧化層上的開放區(qū)域，刻蝕第一氧化層后的VDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
[0047]較