[发明专利]沟槽型VMOS晶体管制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及沟槽型VMOS晶体管，特别涉及沟槽型VMOS晶体管的金属化的方法。

背景技术

随着电子消费产品需求的增长，功率MOSFET的需求越来越大。沟槽型VMOS晶体管(Trench Vertical MOS)由于其器件的集成度较高，导通电阻较低，具有较低的栅-漏电荷密度、较大的电流容量，因而具备较低的开关损耗和较快的开关速度，被广泛地应用在低压功率领域。

在申请号为200910052544.1的中国专利申请中公开了一种现有的沟槽型VMOS晶体管的制作方法。请参考图1～图3。如图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100上形成有外延层101，在所述外延层101内形成沟槽(未标出)，在所述沟槽侧壁及底部形成栅氧化层102；在所述沟槽内的栅氧化层102上方形成填满沟槽的栅极103。

然后，请参考图2，在所述栅极103两侧的外延层101内形成沟槽型VMOS晶体管的源极109；在所述外延层101上依次形成覆盖栅极103的第一层间介质层104和第二层间介质层105，所述第一层间介质层104和第二层间介质层105用作绝缘层；接着，在所述第一层间介质层104、第二层间介质层105和外延层101内形成接触孔111，所述接触孔111延伸至外延层101内，且与所述沟槽型VMOS晶体管的源极109相邻。

接着，请参考图3，进行金属化步骤，形成互连结构，具体工艺包括：在所述接触孔111的侧壁和底部形成接触金属层106，用于减小所述金属互连层108与沟槽型VMOS晶体管的源极109的接触电阻；在所述接触金属层106上方形成阻挡金属层107，用于阻挡金属互联层108中的铝进入外延层101内；在所述阻挡金属层107上方形成金属互连层108，用于将沟槽型VMOS晶体管的源极109与外部电连接。其中，所述接触金属层106的材质选自钛(Ti)，所述阻挡金属层107的材质选自氮化钛(TiN)，所述金属互连层108的材质选自铝(Al)或铝合金(例如铝铜合金、铝硅合金)。上述金属互连层108中的铝会通过阻挡金属层107、接触金属层106进入所述外延层101内，形成铝穿刺(Al Spiking)的缺陷，所述缺陷不仅降低了器件的开关速度，更会引起沟槽型VMOS晶体管的漏电流。

因此，需要一种沟槽型VMOS晶体管的制作方法，能够消除铝穿刺的缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种沟槽型VMOS晶体管的制作方法，解决了铝穿刺的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种沟槽型VMOS晶体管的制作方法，所述方法包括：

提供形成有外延层的半导体衬底，所述外延层内具有沟槽，所述沟槽内形成有栅极，位于所述栅极两侧的外延层内形成有源极；

在所述外延层上方形成覆盖栅极的层间介质层，所述层间介质层和外延层内形成有接触孔，所述接触孔与源极相邻；

在层间介质层上形成金属互连层，且所述金属互连层填充满接触孔；

其中，在所述形成金属互连层之前，包括步骤：

利用化学气相沉积的方法在所述层间介质层、接触孔的侧壁及底部形成第一金属层；

利用物理气相沉积的方法在所述第一金属层上形成第二金属层，所述第二金属层与第一金属层构成所述阻挡金属层。

可选的，所述第一金属层材质为氮化钛。

可选的，形成第一金属层的方法是利用氨水和二甲脂氨钛或者氨水和二乙醇氨钛进行化学气相沉积。

可选的，所述第二金属层的材质为氮化钛。

可选的，形成第二金属层是利用氩气、氮气和钛靶材进行物理气相沉积。

可选的，在形成所述阻挡金属层之前，还包括步骤：在层间介质层、接触孔的侧壁及底部形成接触金属层。

可选的，所述接触金属层的材质为钛。

可选的，所述第二金属层厚度大于所述第一金属层厚度，其中所述第一金属层厚度范围为100～150埃，所述第二金属层厚度范围为1300～1700埃。

可选的，所述金属互连层利用形成第二金属层的沉积机台形成。

可选的，所述金属互连层的材质为铝或铝合金。