功率MOS管及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种功率MOS管，包括：衬底；形成于所述衬底上的外延层；形成于所述外延层中的沟槽；形成于所述外延层中的体注入区；形成于所述体注入区中的源极注入区和接触孔，形成于所述体注入区和源极注入区之间的抗击穿离子注入区；形成于所述接触孔内的硅化物层和金属层；其中，所述接触孔穿透所述体注入区，并伸至外延层中。在本发明专利技术提供的功率MOS管及其制造方法中，接触孔穿透体注入区并伸至外延层中，从而形成了一个与本征二极管并联的肖特基二极管，改善了功率MOS管的关态特性。

【技术实现步骤摘要】
功率MOS管及其制造方法
[0001 ] 本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种功率MOS管及其制造方法。
技术介绍
功率MOS管是继MOSFET之后发展起来的高效功率开关器件，功率MOS管不仅继承了 MOS场效应管的优点，还具有耐压高、工作电流大、输出功率高、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管的优点集于一身，因此在开关电源、逆变器、电压放大器、功率放大器等电路中获得广泛应用。图1为现有技术的功率MOS管的剖视图，所述功率MOS管包括:衬底10，形成于所述衬底上的外延层11，设置于所述外延层11中的沟槽12，形成于所述沟槽12内的栅氧化层和多晶硅层，形成于所述外延层11中的体注入区13，形成于所述体注入区13中的源极注入区14和接触孔15，形成于所述外延层11上的介质层16，形成于所述体注入区13和源极注入区14之间的抗击穿离子注入区17，形成于所述接触孔15内的硅化物层18。图2所示为上述功率MOS管的工艺流程图，现有技术的功率MOS管的制造方法包括以下步骤:步骤S100，提供一衬底10，在所述衬底10上形成外延层11 ；步骤S101，刻蚀所述外延层11形成沟槽12，在沟槽12内依次形成栅氧化层和多晶硅层，其中，栅氧化层沉积在沟槽12的底部和侧壁上，多晶硅层沉积在栅氧化层的表面并填满沟槽12 ；步骤S102，通过离子注入在所述外延层11中形成体注入区13 ；步骤S103，通过离子注入在所述体注入区13上形成源极注入区14 ；步骤S104,在所述外延层11的表面沉积形成介质层16 ；步骤S105，刻蚀所述体注入区13形成接触孔15 ；步骤S106，在所述体注入区13和所述源极注入区14之间形成抗击穿离子注入区17 ；步骤S107，在所述接触孔15内形成硅化物层18 ；步骤S108，对所述接触孔15执行金属填充形成金属层19。现有技术的功率MOS管中，体注入区13和源极注入区14都比较薄，形成了短沟道器件，因此开启电阻比较低。同时，在体注入区13和源极注入区14之间形成抗击穿离子注入区17，能够避免短沟道器件容易发生的击穿现象。DC-DC转换器是一种常用的开关电源，功率MOS管可以应用于DC-DC转换器时，DC-DC转换器要求功率MOS管开启电阻低、开关特性好。然而，现有技术的功率MOS管的结构中没有设置电子反向释放路径，器件关闭时沟道附近聚集的电子无法迅速流走，延长了功率MOS管的关闭时间，影响关态特性。由于现有技术的功率MOS管的关态特性比较差，影响了 DC-DC转换器的工作效率。因此，如何解决现有的功率MOS管关态特性差的问题成为当前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率MOS管及其制造方法，以解决现有的功率MOS管的关态特性差，影响DC-DC转换器的工作效率的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种功率MOS管，所述功率MOS管包括:衬底；形成于所述衬底上的外延层；形成于所述外延层中的沟槽；形成于所述外延层中的体注入区；形成于所述体注入区中的源极注入区和接触孔，形成于所述体注入区和源极注入区之间的抗击穿离子注入区；形成于所述接触孔内的硅化物层和金属层；其中，所述接触孔穿透所述体注入区，并伸入外延层中。优选的，在所述的功率MOS管中，还包括:形成于所述沟槽内的栅氧化层和多晶硅层；形成于所述外延层表面的介质层。优选的，在所述的功率MOS管中，所述接触孔的深度不超过沟槽的深度。本专利技术还提供了一种功率MOS管的制造方法，所述功率MOS管的制造方法包括:提供一衬底，在所述衬底上形成外延层；在所述外延层中形成沟槽；在所述外延层中形成体注入区；在所述体注入区上形成源极注入区；对所述体注入区执行第一次接触孔刻蚀；在所述体注入区和所述源极注入区之间形成抗击穿离子注入区；对所述体注入区执行第二次接触孔刻蚀形成接触孔；对所述接触孔执行接触孔填充；其中，所述接触孔穿透所述体注入区，并伸入外延层中。优选的，在功率MOS管的制造方法中，所述接触孔填充包括:在接触孔的侧壁和底壁上形成硅化物层；在接触孔内形成金属层。优选的，在功率MOS管的制造方法中，在形成体注入区之前，在形成沟槽之后，还包括:在所述沟槽内依次形成栅氧化层和多晶硅层。优选的，在功率MOS管的制造方法中，在执行第一次接触孔刻蚀之前，在形成源极注入区之后，还包括:在所述外延层的表面形成介质层。优选的，在功率MOS管的制造方法中，所述接触孔的深度不超过沟槽的深度。在本专利技术提供的功率MOS管及其制造方法中，接触孔穿透体注入区并与伸至外延层中，从而形成了一个与本征二极管并联的肖特基二极管，改善了功率MOS管的关态特性。【附图说明】图1是现有技术的功率MOS管的剖视图；图2是现有技术的功率MOS管工艺流程图；图3是本专利技术实施例的功率MOS管的剖视图；图4是本专利技术实施例的功率MOS管的工艺流程图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的功率MOS管及其制造方法作进ー步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请參考图3，其为本专利技术实施例的功率MOS管的剖视图。如图3所示，所述功率MOS管包括:衬底20 ;形成于所述衬底20上的外延层21 ;形成于所述外延层21上的沟槽22 ；形成于所述外延层21上的体注入区23 ;形成于所述体注入区上的源极注入区24和接触孔25 ;其中，所述接触孔25穿透所述体注入区23。具体的，衬底20的表面通过外延生长エ艺形成有外延层21，外延层21上通过刻蚀形成有沟槽22，在沟槽22内依次形成有栅氧化层和多晶硅层，其中，栅氧化层形成于沟槽22的底部和侧壁上，多晶硅层形成于栅氧化层的上面并填满沟槽22。在沟槽22所包围的外延层21上形成有体注入区23，体注入区23上形成有源极注入区24和接触孔25，源极注入区24的两侧分别与沟槽22和接触孔25接触，接触孔25的侧壁和底壁上形成有硅化物层26，硅化物层28的上面形成有金属层29。其中，接触孔25穿透体注入区23。接触孔25的深度一般不超过沟槽22的深度。可见，穿过体注入区23的部分接触孔25与外延层21连接。请继续參考图3,如图3所示,所述功率MOS管还包括:形成于所述外延层21的表面的介质层26 ;形成于体注入区23和源极注入区24之间的抗击穿离子注入区27，所述抗击穿离子注入区27能够避免短沟道击穿现象。在本专利技术的功率MOS管中，穿过体注入区23并与外延层21连接的接触孔区域形成了 一个与本征ニ极管并联的肖特基ニ极管。与本征ニ极管并联的肖特基ニ极管提供了 一条电子反向释放的路径，沟道附近的电子能够通过肖特基ニ极管迅速流走，从而使得功率MOS管具有良好的关态特性。相应的，本实施例还提供了一种功率MOS管的制造方法。请參考图4，其为本专利技术实施例的功率MOS管的エ艺流程图。如图4所示，所述功率MOS管的制造方法包括:S200:提供ー衬底20，在所述衬底20上形成外延层21 ；S201:在所述外延层21上形成沟槽22 ；S202:在所述外延层21上形成体注入区23 ；S203:在所述体注入区23上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率MOS管，其特征在于，包括：衬底；形成于所述衬底上的外延层；形成于所述外延层中的沟槽；形成于所述外延层中的体注入区；形成于所述体注入区中的源极注入区和接触孔，形成于所述体注入区和源极注入区之间的抗击穿离子注入区；形成于所述接触孔内的硅化物层和金属层；其中，所述接触孔穿透所述体注入区，并伸入外延层中。

【技术特征摘要】
1.一种功率MOS管，其特征在于，包括:衬底；形成于所述衬底上的外延层；形成于所述外延层中的沟槽；形成于所述外延层中的体注入区；形成于所述体注入区中的源极注入区和接触孔，形成于所述体注入区和源极注入区之间的抗击穿离子注入区；形成于所述接触孔内的硅化物层和金属层； 其中，所述接触孔穿透所述体注入区，并伸入外延层中。2.如权利要求1所述的功率MOS管，其特征在于，还包括:形成于所述沟槽内的栅氧化层和多晶硅层；形成于所述外延层表面的介质层。3.如权利要求1或2所述的功率MOS管，其特征在于，所述接触孔的深度不超过沟槽的深度。4.一种功率MOS管的制造方法，其特征在于，包括: 提供一衬底，在所述衬底上形成外延层； 在所述外延层中形成沟槽； 在所述外延层中形成体注入区； 在所述体注入区上形成源极注入区； 对所述体注入区执行第...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼颖颖，贾璐，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：