无接触孔的场效应管的制造方法和无接触孔的场效应管技术

本发明专利技术提出了一种无接触孔的场效应管的制造方法和一种无接触孔的场效应管，方法包括：在衬底上生长外延层，在外延层上生长第一氧化层；在第一氧化层和外延层上刻蚀多个深沟槽；在多个深沟槽中的每个深沟槽中生长第二氧化层；在第一氧化层和第二氧化层上生长氮化硅层；在第一氧化层和第二氧化层的氮化硅层上生长多晶硅层；刻蚀掉第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层和第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层；在剩余多晶硅层上生长第三氧化层；刻蚀掉第一氧化层上的氮化硅层和第一氧化层。通过本发明专利技术的技术方案，可以使场效应管的集成度避免受到接触孔与深沟槽之间的距离和在接触孔中填充的金属的影响，从而保证场效应管具有较高的集成度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种无接触孔的场效应管的制造方法和一种无接触孔的场效应管。
技术介绍
在制造超结型常规沟槽型VDMOS(Vertical-Doublediffused-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor，垂直双扩散金属氧化物半导体结构)时，目前的一种做法是，如图1至图7所示，包括以下步骤：制作深沟槽(如图1所示)；生长栅氧化层以及多晶硅(如图2所示)；刻蚀多晶硅(如图3所示)；制作体区(如图4所示)；制作源区(如图5所示)；生长介质层和制作接触孔(如图6所示)；制作金属层(如图7所示)。但是，在对接触孔进行光刻时，光刻会存在对准偏差，接触孔可能左偏或者右偏，如果接触孔偏到深沟槽处，就会造成栅源短路，所以，接触孔的边缘距离沟槽的距离不能太近。另外，还需要在接触孔中填充金属，且，接触孔中的金属的填充效果，跟接触孔的尺寸有关，接触孔越小，金属的填充越困难，所以接触孔本身的开口尺寸不能太小。上述两者因素(接触孔边缘距离沟槽不能太近，接触孔本身的开口尺寸不能太小)决定了两个相邻深沟槽之间的距离不能太近，这就限制了场效应管的集成度。因此，如何使场效应管的集成度避免受到接触孔与深沟槽之间的距离和在接触孔中填充的金属的影响，从而保证场效应管具有较高的集成度，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以使场效应管的集成度避免受到接触孔与深沟槽之间的距离和在接触孔中填充的金属的影响，从而保证场效应管具有较高的集成度。有鉴于此，本专利技术的一方面提出了一种无接触孔的场效应管的制造方法，包括：在衬底上生长外延层，在所述外延层上生长第一氧化层；在所述第一氧化层和所述外延层上刻蚀多个深沟槽；在多个深沟槽中的每个所述深沟槽中生长第二氧化层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层上生长氮化硅层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层的氮化硅层上生长多晶硅层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层和所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层，以使所述第二氧化层上的氮化硅层上的剩余多晶硅层的上表面低于所述第一氧化层上的氮化硅层的上表面；在所述剩余多晶硅层上生长第三氧化层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层，其中，所述多晶硅层包括所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层、所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层和所述剩余多晶硅层。在该技术方案中，在刻蚀掉第一氧化层上的氮化硅层和第一氧化层之后，由于多晶硅层上还有第三氧化层保护，因此，在后续的第三氧化层上生长金属层时，第三氧化层起到了绝缘介质层的作用，这就省去了在深沟槽之间做接触孔的光刻，这样就避免了接触孔在进行光刻时由于接触孔的左偏或右偏到深沟槽处导致栅源短路，同时，由于在深沟槽之间不做接触孔，就不存在很难在接触孔内填充金属的问题，由此，就使得使场效应管的集成度避免受到接触孔与深沟槽之间的距离和在接触孔中填充的金属的影响，从而保证场效应管具有较高的集成度，另外，由于氮化硅层在高温下很难被氧化，因而，通过在第一氧化层和第二氧化层上生长氮化硅层，可以避免深沟槽中多晶硅的外侧生长过厚的氧化层(即第二氧化层)而使得相邻深沟槽间距离过太近，从而避免了后期无法离子注入而无法形成源极或栅极接触区。在上述技术方案中，优选地，所述第一氧化层上的氮化硅层的上表面与所述剩余多晶硅层的上表面的高度差的取值范围为：0.5微米至1.5微米。在该技术方案中，通过使第一氧化层上的氮化硅层的上表面高于剩余多晶硅层的上表面，便于在剩余多晶硅层的上表面生长第三氧化层，以起到将栅极与源极进行隔离的作用，而该高度差的取值范围为：0.5微米至1.5微米。在上述技术方案中，优选地，所述第三氧化层的上表面高于所述第一氧化层的上表面。在该技术方案中，在刻蚀掉第一氧化层上的氮化硅层和第一氧化层之后，由于第三氧化层的上表面高于第一氧化层的上表面，后续在第三氧化层上生长金属层时，第三氧化层将源极与栅极进行隔离，使金属层只可以连接到栅极或源极，确保不会导致栅极和源极短路。在上述技术方案中，优选地，所述第一氧化层和所述第二氧化层上的氮化硅层的厚度的取值范围均为：0.01微米至0.10微米。在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述多晶硅层上生长所述第三氧化层后，进行离子注入，以形成源极或栅极接触区；以及在刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层之后，在所述源极或栅极接触区的表面制备金属层。在该技术方案中，在多晶硅层上生长第三氧化层，并形成源极或栅极接触区，最后再在源极或栅极接触区的表面制备金属层，即可完成VDMOS(垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管)的制作。在上述技术方案中，优选地，所述衬底为P型衬底或N型衬底。在该技术方案中，所述衬底可以为P型衬底或N型衬底，以分别形成P沟道VDMOS和N沟道VDMOS。在上述技术方案中，优选地，所述外延层为P型外延层或N型外延层。在该技术方案中，为了制作P沟道超结VDMOS，外延层为P型外延层，同样地，为了制作N沟道超结VDMOS，外延层为N型外延层。在上述技术方案中，优选地，所述沟槽采用干法刻蚀或湿法刻蚀形成。在该技术方案中，所述刻蚀方法(包括氧化物刻蚀和沟槽刻蚀)可以分为干法刻蚀和湿法刻蚀，其中，干法刻蚀包括光辉发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等，且干法刻蚀易实现自动化、处理过程未引入污染、清洁度高；湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应，是利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分进而达到刻蚀的目的，且湿法刻蚀的重复性好、成本低、使用的设备简单。在上述技术方案中，优选地，采用湿法刻蚀去除所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层。在该技术方案中，采用湿法刻蚀去除所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层，可以达到在不增加刻蚀成本的基础上，快速简洁地去掉第一氧化层的目的。本专利技术的另一方面提出了一种无接触孔的场效应管，所述无接触孔的场效应管由如上述任一项技术方案所述的无接触孔的场效应管的制造方法制作而成。通过以上技术方案，可以使场效应管的集成度避免受到接触孔与深沟槽之间的距离和在接触孔中填充的金属的影响，从而保证场效应管具有较高的集成度，另外，由于氮化硅层在高温下很难被氧化，因而，通过在第一氧化层和第二氧化层上生长氮化硅层，可以避免深沟槽中多晶硅的外侧生长过厚的氧化层(即第二氧化层)而使得相邻深沟槽间距离过太近，从而避免了后期无法离子注入而无法形成源极或栅极接触区。附图说明图1至图7示出了相关技术中N型VDMOS在制作过程中的结构示意图；图8示出了根据本专利技术的一个实施例的无接触孔的场效应管的制造方法的流程示意图；图9至图19示出了根据本专利技术的一个实施例的无接触孔的场效应管在制造过程中的结构示意图。具体实施方式为了可以更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无接触孔的场效应管的制造方法，其特征在于，包括：在衬底上生长外延层，在所述外延层上生长第一氧化层；在所述第一氧化层和所述外延层上刻蚀多个深沟槽；在多个深沟槽中的每个所述深沟槽中生长第二氧化层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层上生长氮化硅层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层的氮化硅层上生长多晶硅层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层和所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层，以使所述第二氧化层上的氮化硅层上的剩余多晶硅层的上表面低于所述第一氧化层上的氮化硅层的上表面；在所述剩余多晶硅层上生长第三氧化层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层，其中，所述多晶硅层包括所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层、所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层和所述剩余多晶硅层。

【技术特征摘要】
1.一种无接触孔的场效应管的制造方法，其特征在于，包括：在衬底上生长外延层，在所述外延层上生长第一氧化层；在所述第一氧化层和所述外延层上刻蚀多个深沟槽；在多个深沟槽中的每个所述深沟槽中生长第二氧化层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层上生长氮化硅层；在所述第一氧化层和所述第二氧化层的氮化硅层上生长多晶硅层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层和所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层，以使所述第二氧化层上的氮化硅层上的剩余多晶硅层的上表面低于所述第一氧化层上的氮化硅层的上表面；在所述剩余多晶硅层上生长第三氧化层；刻蚀掉所述第一氧化层上的氮化硅层和所述第一氧化层，其中，所述多晶硅层包括所述第一氧化层上的氮化硅层上的全部多晶硅层、所述第二氧化层上的氮化硅层上的部分多晶硅层和所述剩余多晶硅层。2.根据权利要求1所述的无接触孔的场效应管的制造方法，其特征在于，所述第一氧化层上的氮化硅层的上表面与所述剩余多晶硅层的上表面的高度差的取值范围为：0.5微米至1.5微米。3.根据权利要求1所述的无接触孔的场效应管的制造方法，其特征在于，所述第三氧化层的上表面高于所述第一氧化层的上表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：马万里，李理，赵圣哲，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11