[发明专利]平坦化的金属化高密度功率MOSFET

说明书

技术领域

本申请涉及高密度功率MOSFET半导体器件。

背景技术

功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是模拟电路和数 字电路应用中所采用的最常用的场效应晶体管之一。

通常，利用与平面结构相反的垂直结构制造沟槽式的功率MOSFET。 该垂直结构能够使晶体管承受高阻断电压和高电流。同样地，利用该垂 直结构，元件面积大体上与该元件可承受的电流成比例，并且元件厚度 与击穿电压成比例。

功率MOSFET元件的几何形状通常通过光刻法来光刻地予以限定。 光刻处理用于限定元件区域，并且一层在另一层之上地构建元件。复杂 的器件通常具有构建成的多个不同的层，各层具有多个元件，各层具有 不同的配线，并且各层堆叠在其前一层的上面。当在硅片的下表面上构 建器件元件时，所得到的这些复杂器件的表面布局通常类似于常见的地 球上的“山脉”而具有“凸起”和“低谷”。

但是实际上存在一个问题，即现有技术的功率MOSFET元件具有带 有大量的表面起伏的有源区域。现有技术的功率MOSFET器件的有源区 域因为构建于下面的硅之上的分层的元件而具有许多凸起和低谷。为了 能够使元件之间互相连接，这样的表面起伏被厚的金属层所覆盖，该金 属层被优化为填充低谷并覆盖凸起。该金属层通常厚度为几微米以上（例 如在常见的高密度功率MOSFET器件中）。

该厚金属层会导致许多问题。一个问题在于，尽管该金属层被设计 为填充低谷，但在低谷太窄而不能获得有效填充的地方仍会存在空隙。 这样的空隙会成为将缺陷引入到最终的功率MOSFET器件中的主要区 域。另一个问题在于，该厚金属层的沉积在制造过程中是非常昂贵的。 因此，需要提供一种功率MOSFET的制造方法，以避免在平坦化表面处 理方面的厚金属层问题。

发明内容

本申请的实施例提出了一种用于高密度功率MOSFET的方法和系 统，其避免了现有技术中的厚金属层问题。本申请的实施例消除了最终 器件中因其有源区域表面中高的纵横比的间隙而产生的空隙。

在一个实施例中，本申请提供了一种用于制造高密度功率MOSFET 的方法。该方法包括：制造功率MOSFET和集成的肖特基器件的多个层 以形成有源区域的上表面，其中，氧化沉积物形成在栅极的上方，所述 氧化沉积物在所述栅极上方的表面上延伸，与所述氧化沉积物相邻且低 于所述氧化沉积物的源极接触部形成在源极的上方，以及在该有源区域 的上表面上进行CMP（化学机械抛光）处理以形成基本上平坦的表面， 其中，所述源极接触部与所述氧化沉积物共面。然后，在基本上平坦的 表面上进行金属化沉积处理，随后完成了功率MOSFET和肖特基器件的 制造。在一个实施例中，通过金属化沉积处理所沉积的金属层的厚度小 于4微米。因而，在高密度功率MOSFET器件的制造中，CMP处理避免了 例如高纵横比的表面特征所引起的问题。

在一个实施例中，CMP处理主要用于对同时具有小几何形状（例如 源极接触部）和大几何形状（例如栅极接触部）的功率MOSFET上的表 面起伏进行平坦化。

附图说明

构成本申请文件一部分的附图示出了本发明的实施例，这些附图和 说明书一起用于阐述本发明的原理。附图中：

图1示出了具有较厚金属层的传统功率MOSFET的示意性横剖面图。

图2示出了具有较厚金属层201的高密度功率MOSFET的示意性横剖 面图。

图3是表示高密度功率MOSFET的纵横比的图。

图4是表示对本发明一个实施例的高密度功率MOSFET的有源区域 的上表面进行平坦化处理之前的图。

图5是表示对本发明一个实施例的高密度功率MOSFET的有源区域 的上表面进行平坦化处理之后的图。

图6是表示对本发明一个实施例的高密度功率MOSFET的已平坦化 的有源区域的上表面进行薄的金属化沉积处理之后的图。

图7是表示本发明一个实施例的具有集成的肖特基器件的高密度功 率MOSFET的图。

具体实施方式