具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种MOS结构，具体是一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，属于半导体器件的制造技术领域。在所述N型外延层中形成沟槽，所述沟槽从第一主面向第二主面延伸；所述沟槽的下部内壁为阶梯形，形成阶梯形的屏蔽栅区，所述阶梯形的屏蔽栅区包括屏蔽栅和位于所述屏蔽栅两侧的第一氧化层；所述沟槽的上部形成栅极区，所述栅极区和屏蔽栅区之间通过氧化层隔开，所述栅极区包括栅极导电多晶硅和位于所述栅极导电多晶硅两侧的第二氧化层；所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构的屏蔽栅周围采用阶梯形氧化层，所述阶梯形氧化层的周围采用阶梯形沟槽，能够优化电场分布并提高器件耐压。

【技术实现步骤摘要】
具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构
本技术涉及一种MOS结构，具体是一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，属于半导体器件的制造

技术介绍
金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，是一种可以广泛应用在模拟电路和数字电路上的场效应晶体管。传统屏蔽栅MOSFET器件的屏蔽栅两侧形成厚氧化层，会出现X方向的电荷耗尽不理想，进而在漂移区形成两个峰值电场之间的电场明显偏低，两个所述峰值电场一个在P型体区和N型外延层的交界处，另一个是在沟槽的底部，从而影响器件耐压性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本技术提供一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构的屏蔽栅周围采用阶梯形氧化层，所述阶梯形氧化层的周围采用阶梯形沟槽，能够优化电场分布并减少工艺的复杂程度的，提高器件耐压。根据本技术提供的技术方案，一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构包括：半导体基板，所述半导体基板包括N型重掺杂衬底以及位于所述N型重掺杂衬底上的N型外延层，所述N型外延层的上表面为所述半导体基板的第一主面，N型重掺杂衬底的下表面为所述半导体基板的第二主面；在所述N型外延层中形成沟槽，所述沟槽从第一主面向第二主面延伸；所述沟槽的下部内壁为阶梯形，形成阶梯形的屏蔽栅区，所述阶梯形的屏蔽栅区包括屏蔽栅和位于所述屏蔽栅两侧的第一氧化层；所述沟槽的上部形成栅极区，所述栅极区和屏蔽栅区之间通过氧化层隔开，所述栅极区包括栅极导电多晶硅和位于所述栅极导电多晶硅两侧的第二氧化层；所述沟槽两侧的N型外延层中设有P型体区，所述P型体区上设有N型源极区，所述沟槽和N型源极区上设有绝缘介质层，所述绝缘介质层两侧设有源极接触孔，所述源极接触孔内填充有金属，所述绝缘介质层上设有源极金属层，所述源极金属层将两个源极接触孔中的金属连接。进一步地，所述第一氧化层的内侧面和外侧面均为阶梯形，所述屏蔽栅的外侧面为阶梯形。进一步地，所述阶梯形第一氧化层的阶梯个数为3~5个，所述每层阶梯的第一氧化层的厚度相等且均为3000A~10000A。进一步地，所述第二氧化层的厚度为1000~2000A。进一步地，阶梯形沟槽下部的阶梯数为3~5个，每个阶梯的高度为1~3μm。进一步地，所述沟槽的深度为5~10μm。从以上所述可以看出，本技术提供的具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构和制作方法，与现有技术相比具备以下优点：本技术中对沟槽下部侧面为阶梯形，从而能够保证在各个阶梯上第一氧化层的厚度相等的同时所述第一氧化层420也为阶梯形，从而避免对第一氧化层进行多次刻蚀，减少工艺的复杂程度的同时提高器件耐压。附图说明图1为本技术第一方面的结构示意图。图2为本技术第二方面中的S3步骤示意图。图3为本技术第二方面中的S4步骤示意图。图4为本技术第二方面中的S5步骤示意图。图5为本技术第二方面中的S6步骤示意图。图6为本技术第二方面中的S7步骤示意图。图7为本技术第二方面中的S8步骤示意图。图8为本技术第二方面中的S9步骤示意图。图9为本技术第二方面中的S210步骤示意图。图10为本技术第二方面中的S220步骤示意图。图11为本技术第二方面中的S230步骤示意图。图12为本技术第二方面中的S240步骤示意图。图13为本技术第二方面中的S250步骤示意图。图14为本技术第二方面中的S260步骤示意图。图15为本技术第二方面中的S270步骤示意图。图16为本技术第二方面中的S280步骤示意图。1.N型重掺杂衬底，2.N型外延层，3.沟槽，311.原始沟槽，312.原始保护层，321.初级沟槽，322.初级保护层，331.次级沟槽，4.屏蔽栅区，410.屏蔽栅，420.第一氧化层，5.栅极区，510.栅极导电多晶硅，520.第二氧化层，6.P型体区，7.N型源极区，8.绝缘介质层，9.源极接触孔，10.源极金属层。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构包括元胞区和终端保护区，所述元胞区位于器件的中心区，所述终端保护区环绕在所述元胞区的周围，所述元胞区由若干个MOSFET器件单元体并联而成；每个所述MOSFET包括半导体基板，所述半导体基板包括N型重掺杂衬底1以及位于所述N型重掺杂衬底1上的N型外延层2，所述N型外延层2的上表面为所述半导体基板的第一主面，N型重掺杂衬底1的下表面为所述半导体基板的第二主面，在所述N型外延层2中形成沟槽3，所述沟槽3从第一主面位置处向第二主面所在位置延伸；所述沟槽3两侧的N型外延层2中设有P型体区6，所述P型体区6上设有N型源极区7，所述沟槽3和N型源极区7上设有绝缘介质层8，所述绝缘介质层8两侧设有源极接触孔9，所述源极接触孔9内填充有金属，所述绝缘介质层8上设有源极金属层10，所述源极金属层10将两个源极接触孔9中的金属连接，且所述源极接触孔9延伸至P型体区6，且与N型源极区7接触。从而源极金属层10通过源极接触孔9与P型体区6连接，且与N型源极区7欧姆接触。所述沟槽3中分为上、下两部，所述沟槽3下部内壁为阶梯形，形成阶梯形的屏蔽栅区4，所述沟槽3上部栅极区5，所述栅极区5和屏蔽栅区4之间通过氧化层隔开；所述屏蔽栅区4包括阶梯形的屏蔽栅410和位于所述屏蔽栅410两侧的阶梯形第一氧化层420，所述栅极区5包括栅极导电多晶硅510和位于所述栅极导电多晶硅510两侧的第二氧化层520。本技术所述的沟槽3的深度为5~10μm，阶梯形沟槽3下部的阶梯数为3~5个，每个阶梯的高度为1~3μm。所述阶梯形第一氧化层420的阶梯个数为3~5个，所述每层阶梯的第一氧化层420的厚度均为3000A~10000A，所述第二氧化层520的厚度为：1000~2000A。可以理解的是，本技术中对沟槽3下部侧面为阶梯形，从而能够保证在各个阶梯上第一氧化层420的厚度相等的同时所述第一氧化层420也为阶梯形，从而避免对第一氧化层420进行多次刻蚀，减少工艺的复杂程度的同时提高器件耐压。作为本技术的第二方面：提高一种具有阶梯深槽屏蔽栅410MOS的制作方法，所述具有阶梯深槽屏蔽栅410MOS的制作方法具体包括：S1：提供N型重掺杂衬底1，在所述N型重掺杂衬底1上生长N型外延层2，所述N型外延层2的上表面为第一主面，下表面为第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，其特征在于，所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构包括：半导体基板，所述半导体基板包括N型重掺杂衬底（1）以及位于所述N型重掺杂衬底（1）上的N型外延层（2），所述N型外延层（2）的上表面为所述半导体基板的第一主面，N型重掺杂衬底（1）的下表面为所述半导体基板的第二主面；/n在所述N型外延层（2）中形成沟槽（3），所述沟槽（3）从第一主面向第二主面延伸；所述沟槽（3）的下部内壁为阶梯形，形成阶梯形的屏蔽栅区（4），所述阶梯形的屏蔽栅区（4）包括屏蔽栅（410）和位于所述屏蔽栅（410）两侧的第一氧化层（420）；所述沟槽（3）的上部形成栅极区（5），所述栅极区（5）和屏蔽栅区（4）之间通过氧化层隔开，所述栅极区（5）包括栅极导电多晶硅（510）和位于所述栅极导电多晶硅（510）两侧的第二氧化层（520）；/n所述沟槽（3）两侧的N型外延层（2）中设有P型体区（6），所述P型体区（6）上设有N型源极区（7），所述沟槽（3）和N型源极区（7）上设有绝缘介质层（8），所述绝缘介质层（8）两侧设有源极接触孔（9），所述源极接触孔（9）内填充有金属，所述绝缘介质层（8）上设有源极金属层（10），所述源极金属层（10）将两个源极接触孔（9）中的金属连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构，其特征在于，所述具有阶梯深槽屏蔽栅MOS结构包括：半导体基板，所述半导体基板包括N型重掺杂衬底（1）以及位于所述N型重掺杂衬底（1）上的N型外延层（2），所述N型外延层（2）的上表面为所述半导体基板的第一主面，N型重掺杂衬底（1）的下表面为所述半导体基板的第二主面；
在所述N型外延层（2）中形成沟槽（3），所述沟槽（3）从第一主面向第二主面延伸；所述沟槽（3）的下部内壁为阶梯形，形成阶梯形的屏蔽栅区（4），所述阶梯形的屏蔽栅区（4）包括屏蔽栅（410）和位于所述屏蔽栅（410）两侧的第一氧化层（420）；所述沟槽（3）的上部形成栅极区（5），所述栅极区（5）和屏蔽栅区（4）之间通过氧化层隔开，所述栅极区（5）包括栅极导电多晶硅（510）和位于所述栅极导电多晶硅（510）两侧的第二氧化层（520）；
所述沟槽（3）两侧的N型外延层（2）中设有P型体区（6），所述P型体区（6）上设有N型源极区（7），所述沟槽（3）和N型源极区（7）上设有绝缘介质层（8），所述绝缘介质层（8）两侧设有源极接触孔（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱振华，张艳旺，
申请(专利权)人：无锡橙芯微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32