[发明专利]功率MOS管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种功率MOS管的制造方法。

背景技术

功率MOS管，即具有垂直沟道的MOS管，出现在20世纪70年代末期，其不仅继承了水平沟道MOS管输入阻抗高、驱动电流小等优点，而且具有耐压高、工作电流大(工作电流能够达到1～100安培)、输出功率高、开关速度快等优点，因此是一种优良的大功率开关器件。

一种现有的n型功率MOS管，可以参见图1，它包括N+衬底10、N-漂移区11、P-反型衬底13、形成在基区13内的栅极凹槽12、形成在栅极凹槽12侧壁和底部的栅氧化物14、形成在栅极凹槽12内的多晶硅栅极15、形成在栅极凹槽12开口侧部的N+源极16，漏极形成在衬底10上(图中未表示)。

由于功率MOS管的栅、源、漏极之间不可避免的存在寄生电容，寄生电容会影响到器件的开关速度。为了减少寄生电容、提高器件的开关速度，公开号为CN1552102A的中国专利申请“带有自对准源极和接触的沟槽型场效应晶体管”提出了一种在沟槽内的加厚的底部氧化物(实则为加厚的底部栅氧化物)结构，该底部氧化物能够有效地起到减小寄生电容的目的。

发明人经过研究，发现用底部埋氧层(BOX，bottom oxide)取代加厚的底部栅氧化物能够进一步减小寄生电容、提高器件的开关速度。但是，栅极凹槽一般具有较大的深宽比(例如，深1.6μm、宽0.35μm)，且为垂直沟道，在这样的栅极凹槽底部形成几千埃厚度的底部埋氧层比较困难。

现有比较通用的一种制作工艺可以参见图2a至图2g。

首先，参见图2a，在基底20上形成垫氧化层21、氮化硅层22、图案化的光阻23。

参见图2b，以光阻23为掩模，蚀刻氮化硅层22、垫氧化物层21，形成图案化的垫氧化层21、氮化硅层22。

参见图2c，以图案化的垫氧化层21、氮化硅层22为掩模，蚀刻基底20，形成栅极凹槽24。

参见图2d，去除氮化硅层22、垫氧化层21。

参见图2e，首先在基底20的表面、栅极凹槽24的侧壁和底部形成一层牺牲氧化层25，以保护基底不受后续工艺的损伤；采用等离子沉积的方式在栅极凹槽24内沉积氧化硅，同时基底20的表面也会沉积一层氧化硅。

参见图2f，蚀刻上步沉积的氧化硅，留下需要的厚度作为底部埋氧层。在蚀刻之前可先用化学机械研磨法对基底20表面的氧化硅平整化。

参见图2g，在栅极凹槽24侧壁形成栅氧化物、在栅极凹槽24内沉积多晶硅形成栅极。

其中图2e的步骤最为困难，在该步骤中，对栅极凹槽24进行填充过程中，由于氧化硅的共性生长，栅极凹槽两侧都会生长氧化硅，当两侧生长的氧化硅趋向于接触的时候，所述栅极凹槽的开口也越来越小，致使反应所需的中间产物难以进入到栅极凹槽内部并相互反应形成结构完整的氧化硅，从而在栅极凹槽的中心位置形成隙缝，影响底部埋氧层的品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的功率MOS管制作方法，提高底部埋氧层的品质。

本发明所提出的一种功率MOS管制造方法，包括如下步骤：

提供基底，在该基底上形成栅极凹槽；

在基底的表面及栅极凹槽的底部和侧壁形成氮化硅层；

去除栅极凹槽底部的氮化硅层，对出露的基底进行氧化，形成底部埋氧层；

去除氮化硅层，在栅极凹槽的侧壁形成栅氧化物层，在栅极凹槽内形成多晶硅栅极。

作为一种优选方案，一种功率MOS管制造方法，包括如下步骤：

提供基底，在该基底上形成栅极凹槽；

在基底的表面及栅极凹槽的底部和侧壁形成垫氧化物层，在垫氧化物层上形成氮化硅层；

去除栅极凹槽底部的氮化硅层和垫氧化物层，对出露的基底进行氧化，形成底部埋氧层；

去除氮化硅层和垫氧化物层，在栅极凹槽的侧壁形成栅氧化物层，在栅极凹槽内形成多晶硅栅极。

由于上述技术方案的实施，使得底部埋氧层的密度致密而且不会对基底产生损害，提升底部埋氧层的品质，降低功率MOS管的寄生电容、提高开关速度。

附图说明

图1为现有的一种功率MOS管结构剖视图；

图2a至图2g显示了一种具有底部埋氧层的功率MOS管的制作方法；

图3显示了本发明一种功率MOS管的制作流程；

图4显示了本发明又一种功率MOS管的制作流程；

图5a至图5j显示了图4流程的制作方法。

具体实施方式