[发明专利]MOS结构的功率晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有MOS结构的功率晶体管及其制作方法，属于半导体器件技术领域。

背景技术

目前在MOSFET、IGBT、MCT等功率半导体器件的制作过程中，有源区结构如见图1所示，在栅氧化层4上淀积多晶硅层3，然后对多晶硅层3光刻、刻蚀出第一窗口，在第一窗口内注入离子、扩散形成第二杂质层7，然后光刻形成第二窗口，在第二窗口内注入离子、扩散形成第三杂质层5，再进行绝缘介质层的淀积，光刻引线孔，最后淀积金属层。在某些应用中，为保证器件具有较高的短路能力，需要有源区原胞密度较小，导致了相邻第二掺杂层7之间的距离相对较长，当在第一掺杂层8与第二掺杂层7之间施加反向电压时，由于第二掺杂层7的空间电荷区曲率半径较大，引起反向击穿电压降低。另一方面，也因为有源区原胞密度较小，多晶硅面积较大，造成栅电容较大，而影响器件的输入、输出及开关特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种在不改变原有有源区原胞密度的前提下，能提高器件击穿电压，改善器件输入、输出及开关特性的MOS结构的功率晶体管及其制作方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种MOS结构的功率晶体管，包括金属层、绝缘介质层、多晶硅层、栅氧化层和第三掺杂层、第二掺杂层和第一掺杂层，其特征在于：所述多晶硅层一端与相邻多晶硅层之间的有源区原胞具有引线孔，金属层延伸至引线孔与第三掺杂层和第二掺杂层相接导通；多晶硅层另一端与相邻多晶硅层之间的有源区虚拟原胞的金属层与第二掺杂层之间具有绝缘介质层，或多晶硅层另一端与相邻多晶硅层之间的有源区虚拟原胞的金属层与第三掺杂层和第二掺杂层之间具有绝缘介质层。

本发明制作MOS结构的功率晶体管的方法，其特征在于：

(1)、栅氧化：将进行清洁处理后的具有第一掺杂层的硅片放入氧化炉内进行栅氧化处理，以形成栅氧化层；

(2)、多晶硅淀积：将硅片放入淀积炉内，在硅片的栅氧化层上淀积多晶硅层；

(3)、多晶硅掺杂：将硅片放入扩散炉内，对多晶硅层进行掺杂形成导电层；

(4)、光刻：在硅片表面涂覆光刻胶，进行光刻、显影、刻蚀多晶硅层，形成第一窗口；

(5)、离子注入和扩散：将与第一掺杂层不同的杂质离子注入第一窗口内，然后在1000～1250℃进行扩散形成有源区原胞的第二掺杂层和有源区虚拟原胞的第二掺杂层；

(6)、光刻：在硅片表面涂覆光刻胶、光刻、显影形成第二窗口；

(7)、离子注入和扩散：将与第一掺杂层离子相同的杂质离子注入第二窗口内，注入后将光刻胶去掉，然后再将硅片放入扩散炉内，扩散形成有源区原胞的第三掺杂层；

(8)、绝缘介质层淀积和回流：在硅片表面淀积绝缘介质层，绝缘介质层厚度在然后对绝缘介质层进行回流处理；

(9)、引线孔光刻和腐蚀：在硅片表面涂覆光刻胶、光刻、显影、刻蚀有源区原胞的绝缘介质层形成引线孔；

(10)、金属层淀积：对硅片溅射或蒸发金属层形成电极。

本发明多晶硅一端与相邻多晶硅层之间的有源区原胞的金属层通过引线孔与第二掺杂层以及第三掺杂层相接，而多晶硅的另一端与相邻多晶硅层之间的有源区虚拟原胞的金属层与第二掺杂层之间具有绝缘介质层，或金属层与第二掺杂层和第三掺杂层之间具有绝缘介质层，由于有源区虚拟原胞结构无电连接，因此在不改变有源区原胞密度的前提下，能减少相邻两个有源区原胞第二掺杂层之间的距离，进而在第一掺杂层与第二掺杂层之间施加反向电压时，减小有源区原胞第二掺杂层的空间电荷区曲率半径，提高了器件反向击穿电压。另一方面，本发明在保持原有有源区原胞密度的前提下，减小了多晶硅的面积，进而减小输入电容Ciss、输出电容Coss和米勒电容Crss，改善器件的的输入、输出及开关特性。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是原MOS结构的功率晶体管的结构示意图。

图2是本发明MOS结构的功率晶体管的结构示意图之一。

图3是本发明MOS结构的功率晶体管的结构示意图之二。

图4是本发明MOS结构的功率晶体管的结构示意图之三。

其中：1-金属层，2-绝缘介质层，3-多晶硅层，4-栅氧化层，5-第三掺杂层，6-引线孔，7-第二掺杂层，8-第一掺杂层，9-第三掺杂层，10-第二掺杂层。

具体实施方式