超级结ＭＯＳＦＥＴ的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种超级结ＭＯＳＦＥＴ的制作方法，其在对沟槽进行填充的时候，先利用外延工艺将Ｐ－型外延填入沟槽，然后利用多晶硅将沟槽填满；之后完成后续的工艺步骤。本发明专利技术中Ｐ－薄层结构是通过Ｐ－型外延先填入沟槽，再利用多晶硅将沟槽填满，可以利用多晶硅更好的沟槽填充能力减少沟槽填充工艺的复杂性，利用多晶硅的高批量处理能力，减少工艺的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体工艺，尤其涉及一种超级结MOSFET的制作方法。
技术介绍
VDM0SFET可以通过减薄漏端漂移区的厚度来减小导通电阻。然而，减薄漏端漂移 区的厚度就会降低器件的击穿电压，因此在VDMOS中，提高器件的击穿电压与减小器件的 导通电阻是一对矛盾。超级结MOSFET采用新的耐压层结构，利用一系列的交替排列的P型 和N型半导体薄层，在较低反向电压下将P型N型区耗尽，实现电荷相互补偿，从而使N型 区在高掺杂浓度下能实现高的击穿电压，从而同时获得低导通电阻和高击穿电压，打破传 统功率MOSFET (包括VDM0S)导通电阻的理论极限。超级结MOSFET器件的结构和制作方法可分为两大类第一类是利用多次光刻-外 延成长和注入来获得交替的P型和N型掺杂区；第二类是在N型硅外延层上开沟槽，往沟槽 中填入P型多晶，或倾斜注入P型杂质，或填入P型外延。上述第一类工艺不仅工艺复杂， 实现难度大，而且成本很高；第二类方法中倾斜注入由于稳定性和重复性差未能用于批量 生产，需要的杂质浓度的P型多晶硅工艺没法在工艺上实现，因此P型外延填入工艺受到很 大的关注。已有的P型外延填入工艺一般在形成沟槽后进行P型外延生长，以后利用化学 机械研磨研磨到N型外延，再通过将可能有损伤的硅进行热氧化，再通过湿法将形成的氧 化硅去除，从而得到平坦的，交替的P型和N型结构。但是，P型外延填入沟槽工艺比较复 杂，工艺难度大，工艺成本高。
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超级结MOSFET的制作方法，能够采用步 骤简单，成本低廉的工艺制作超级结M0SFET。为解决上述技术问题，本专利技术超级结MOSFET的制作方法的技术方案是，包括如下 步骤(1)在N-型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅；(2)利用光刻形成沟槽的图形；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；(4)利用外延工艺将P-型外延填入沟槽；(5)利用多晶硅将沟槽填满；(6)利用氮化硅作为阻挡层，进行多晶硅和P-型外延的回刻蚀或化学机械研磨；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的P-型和N-型结构；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，P型阱，源极，P+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到MOSFET器件。本专利技术超级结MOSFET的制作方法的另一技术方案是，包括如下步骤(1)在N_型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅；(2)利用光刻形成沟槽的图形；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；(4)利用外延工艺将P-型外延填入沟槽；(5)利用多晶硅将沟槽填满；(6)通过回刻或者研磨去除氮化硅和氧化硅层上面的多晶硅和P-型外延；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除，通过化学机械研磨得到平坦且交替的P-型和 N-型结构；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，P型阱，源极，P+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到M0SFET器件。本专利技术超级结M0SFET的制作方法的又一技术方案是，包括如下步骤(1)在P-型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅；(2)利用光刻形成沟槽的图形；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；(4)利用外延工艺将N-型外延填入沟槽；(5)利用多晶硅将沟槽填满；(6)利用氮化硅作为阻挡层，进行多晶硅和N-型外延的回刻蚀或化学机械研磨；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的N-型和P-型结构；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，N型阱，源极，N+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到M0SFET器件。本专利技术超级结M0SFET的制作方法的再一技术方案是，包括如下步骤(1)在P-型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅；(2)利用光刻形成沟槽的图形；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；(4)利用外延工艺将N-型外延填入沟槽；(5)利用多晶硅将沟槽填满；(6)通过回刻或者研磨去除氮化硅和氧化硅层上面的多晶硅和N-型外延；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除，通过化学机械研磨得到平坦且交替的N-型和 P"型结构；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，N型阱，源极，N+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到M0SFET器件。本专利技术中P-薄层结构是通过P-型外延先填入沟槽，再利用多晶硅将沟槽填满，可 以利用多晶硅更好的沟槽填充能力减少沟槽填充工艺的复杂性，利用多晶硅的高批量处理 能力，减少工艺的成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明图1 图10为本专利技术超级结MOSFET的制作方法各步骤的示意图。图中附图标记为，1.N+衬底，2. N-型外延，3. 垫层氧化膜，4.氮化膜，5.光刻胶， 6. P-外延，7.多晶硅，8.栅氧，9.栅极多晶硅，10.源N+，11. P+接触区，12. P阱，13.隔离介 质膜，14.表面金属层，15.背面金属膜。具体实施例方式本专利技术公开了一种超级结MOSFET的制作方法，其第一实施例结合附图，包括如下 步骤(1)在N-型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅，如图1所示；(2)利用光刻形成沟槽的图形，如图2所示；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀，如图3所示；(4)利用外延工艺将P-型外延填入沟槽，如图4所示；(5)利用多晶硅将沟槽填满，如图5所示；(6)利用氮化硅作为阻挡层，进行多晶硅和P-型外延的回刻蚀或化学机械研磨， 如图6所示；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的P-型和N-型结构，如图7所示；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，P型阱，源极，P+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到MOSFET器件，如图8 图10所示。在上述实施例中，所述步骤(5)中利用多晶硅将沟槽填满之前先成长一层介质膜。本专利技术超级结MOSFET的制作方法的第二实施例，与第一实施例相比，在多晶硅将 沟槽填满之后的步骤有所不同，第二实施例包括如下步骤(1)在N-型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在 硅片上成长作为介质膜的氮化硅；(2)利用光刻形成沟槽的图形；(3)利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；(4)利用外延工艺将P-型外延填入沟槽；(5)利用多晶硅将沟槽填满；(6)通过回刻或者研磨去除氮化硅和氧化硅层上面的多晶硅和P-型外延；(7)将氮化硅膜和氧化硅膜去除，通过化学机械研磨得到平坦且交替的P-型和 N-型结构；(8)利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，P型阱，源极，P+接触区，接触孔， 表面金属，背面金属，得到MOSFET器件。在上述实施例中，所述步骤(5)中利用多晶硅将沟槽填满之前先成长一层介质膜。上述两个实施例所制作的是N型MOSFET器件，本专利技术超级结MOSFET的制作方法的下面两个实施例所制作的是P型MOSFET器件。第三实施例包括如下步骤(1)在P-型外延硅片上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级结ＭＯＳＦＥＴ的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）在Ｎ－型外延硅片上生长氧化膜作为下面要成长的介质膜的缓冲层，然后再在硅片上成长作为介质膜的氮化硅；（２）利用光刻形成沟槽的图形；（３）利用氮化硅作掩膜或利用光刻胶作掩膜完成沟槽的刻蚀；（４）利用外延工艺将Ｐ－型外延填入沟槽；（５）利用多晶硅将沟槽填满；（６）利用氮化硅作为阻挡层，进行多晶硅和Ｐ－型外延的回刻蚀或化学机械研磨；（７）将氮化硅膜和氧化硅膜去除得到交替的Ｐ－型和Ｎ－型结构；（８）利用现有成熟工艺形成栅氧化，多晶硅栅极，Ｐ型阱，源极，Ｐ＋接触区，接触孔，表面金属，背面金属，得到ＭＯＳＦＥＴ器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪燕，谢烜，肖胜安，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]