本发明专利技术公开一种双多晶硅功率MOS管及其制备方法，主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成。本发明专利技术利用双POLY结构(Source Poly和Gate Poly)利用不同厚度的氧化层，在满足MOS器件功能的前提下，达到减小极与极间的电容的目的，大幅减小Gate和Drain之间以及Gate和Source的电容，从而大幅减少Gate开关时的充电时间(栅极电荷密度Qg可以大幅降低)，提高了MOS管的开关速度，并利用深槽类3D结构，降低外延厚度对内阻Ron的影响，实现Low Ron。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种双多晶硅功率M0S管及其制备方法。
技术介绍
功率M0S管在反压较高时，由外延层承担反压，外延层的电阻率较大，厚度较厚，导致外延层电阻占整体导通电阻的比例最大，因此，改善外延层电阻的效果最明显。比较流行的方法是采用如图1所示类似超级结Super Junct1n的三维3D结构。类似Super Junct1n的3D结构从两个方面减小外延层电阻。一方面,空间电荷区从单一的垂直方向空乏改变为垂直与水平两个方向空乏，缩小空乏的距离；另一方面，在保证M0S管截止时空间电荷区多数载流子能耗尽的情况下，尽量提高外延层载流子浓度，则M0S管导通时外延层的电阻率就尽量小了。这样在耐压不变的情况下外延层电阻或整体导通电阻就变小了，功率M0S管工作时发热就少了。然而，目前Super Junct1n和3D结构都存在一定的技术难度，其核心技术都掌握在国外品牌厂家和国内少数代工企业手里。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双多晶硅功率M0S管及其制备方法，其能够在满足M0S器件功能的前提下，达到减小极与极间的电容的目的，从而提高了 M0S管的开关速度。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种双多晶硅功率M0S管，主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成；其中N型外延层位于N+衬底的正上方；N型外延层的中部开设有纵向延伸的深沟槽，厚氧化层覆于深沟槽的槽壁上；在覆有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅；在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内开设有纵向延伸的栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处；栅极沟槽内填充有栅极多晶硅；栅极氧化层位于栅极沟槽的外侧，并呈纵向延伸；体区P位于栅极氧化层的外侧；源区N+位于栅极氧化层的外侧，并处于体区P的正上方；源区N+的外侧设有钨塞；P+区位于钨塞的底部，并处于P+区的上部；硼磷硅玻璃覆盖在源区N+、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层和栅极多晶硅的上方；源极位于钨塞和硼磷硅玻璃的正上方；漏极位于N+衬底的正下方。一种双多晶硅功率M0S管及其制备方法，包括如下步骤:步骤1，在晶体的N+衬底的上方生长N型外延层；步骤2，在晶体的N型外延层内制作出深沟槽，并在深沟槽的槽壁上生长具有一定厚度的厚氧化层；步骤3，在晶体的深沟槽的槽中沉积金属或多晶硅作为良导体；即步骤3.1，在生长有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅；步骤3.2，蚀刻晶体上表面，以形成源极多晶硅结构；步骤3.3，在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内挖出栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处；步骤3.4，在栅极沟槽外侧的N型外延层内生长纵向延伸的栅极氧化层；步骤3.5，在栅极沟槽内填充栅极多晶硅；步骤4，从晶体的上表面向下扩散推结，并在栅极氧化层的外侧形成体区P ；步骤5，再次从晶体的上表面向下扩散推结，并在栅极氧化层的外侧、体区P的正上方形成源区N+ ；步骤6，在晶体的上表面沉积硼磷硅玻璃；步骤7，在硼磷硅玻璃和源区N+内光刻出接触孔；步骤8，在接触孔的底部注入硼离子，形成P+区；步骤9，在P+区的上方、源区N+的外侧填充钨塞；步骤10，对晶体的进行蒸铝操作，以在该晶体的上表面形成源极；步骤11，减薄晶体的N+衬底，并在减薄的N+衬底下表面背金形成漏极。与现有技术相比，本专利技术利用双P0LY结构(Source Poly和Gate Poly)利用不同厚度的氧化层，在满足M0S器件功能的前提下，达到减小极与极间的电容的目的，大幅减小Gate和Drain之间以及Gate和Source的电容,从而大幅减少Gate开关时的充电时间(栅极电荷密度Qg可以大幅降低)，提高了 M0S管的开关速度，并利用深槽类3D结构，降低外延厚度对内阻Ron的影响，实现Low Ron。【附图说明】图1为现有超级结的三维结构示意图。图2为一种双P0LY功率M0S管示意图。图3-图18为图2所示一种双P0LY功率M0S管的制造过程图。【具体实施方式】一种双多晶硅功率M0S管，如图2所示，其主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成。其中N型外延层位于N+衬底的正上方。N型外延层的中部开设有纵向延伸的深沟槽，厚氧化层覆于深沟槽的槽壁上。在覆有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅。在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内开设有纵向延伸的栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处。栅极沟槽内填充有栅极多晶硅。栅极氧化层位于栅极沟槽的外侧，并呈纵向延伸。体区P位于栅极氧化层的外侧。源区N+位于栅极氧化层的外侧，并处于体区P的正上方。源区N+的外侧设有钨塞。P+区位于钨塞的底部，并处于P+区的上部。硼磷硅玻璃覆盖在源区N+、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层和栅极多晶硅的上方。源极位于钨塞和硼磷娃玻璃的正上方。漏极位于N+衬底的正下方。上述双多晶硅(P0LY)功率M0S管的其制备方法，包括如下步骤:步骤1，在晶体的N+衬底的上方生长N型外延层；参见图3。步骤2，在晶体的N型外延层内制作出深沟槽，并在深沟槽的槽壁上生长厚度较厚的厚氧化层。步骤2.1，在晶体的表面光刻沟槽图形；参见图4。步骤2.2，在晶体的中部蚀刻出深沟槽；参见图5。步骤2.3，在深沟槽的壁上生长厚度较厚的厚氧化层；参见图6。步骤3，在晶体的深沟槽的槽中沉积金属或多晶硅作为良导体。步骤3.1，在生长有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅(Source Poly);参见图7。步骤3.2，蚀刻晶体上表面，以形成源极多晶硅结构；参见图8。步骤3.3，在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内挖出栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧(即内侧)留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧(即外侧)则挖到N型外延层处；参见图9。步骤3.4，在栅极沟槽外侧的N型外延层内生长纵向延伸的栅极氧化层；参见图10。步骤3.5,在栅极沟槽内填充栅极多晶娃(Gate Poly);参见图11。步骤4，从晶体的上表面向下扩散推结，并在栅极氧化层的外侧形成体区P ;参见图12。步骤5，再次从晶体的上表面向下扩散推结，并在栅极氧化层的外侧、体区P的正上方形成源区N+ ;参见图13。步骤6，在晶体的上表面沉积硼磷硅玻璃(BPSG)以保护栅极(Gate);参见图14。步骤7，在硼磷硅玻璃和源区N+内光刻出接触孔；参见图15。步骤8，在接触孔的底部低能量注入硼离子，形成P+区；参见图16。步骤9，在P+区的上方、源区N+的外侧填充金属钨塞；参见图17。步骤10，对晶体的进行蒸铝操作，以在该晶体的上表面形成源极；参见图18。步骤11，减薄晶体的N+衬底，并在减薄的N+衬底下表面背金形成漏极(Drain)；参见图2。【主权项】1.一种双多晶硅功率MOS管，其特征在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双多晶硅功率MOS管，其特征在于：主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成；其中N型外延层位于N+衬底的正上方；N型外延层的中部开设有纵向延伸的深沟槽，厚氧化层覆于深沟槽的槽壁上；在覆有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅；在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内开设有纵向延伸的栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处；栅极沟槽内填充有栅极多晶硅；栅极氧化层位于栅极沟槽的外侧，并呈纵向延伸；体区P位于栅极氧化层的外侧；源区N+位于栅极氧化层的外侧，并处于体区P的正上方；源区N+的外侧设有钨塞；P+区位于钨塞的底部，并处于P+区的上部；硼磷硅玻璃覆盖在源区N+、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层和栅极多晶硅的上方；源极位于钨塞和硼磷硅玻璃的正上方；漏极位于N+衬底的正下方。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：关仕汉，李勇昌，彭顺刚，王常毅，邹锋，梁毅，
申请(专利权)人：桂林斯壮微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45
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