[发明专利]一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法

权利要求书

1.一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用沟槽掩模对衬底上的外延层注入P型掺杂剂形成P型基区，并在外延层上进行侵蚀而形成多个栅极沟槽；

(2)在外延层表面依次沉积二氧化硅层和多晶硅层，再利用多晶硅掩模形成多晶硅区作静电保护用；

(3)在外延层表面沉积层间介质，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，然后注入N型掺杂剂形成在有源区(active area)的N型源区和多晶硅区的N型区，之后对外延层表面进行侵蚀形成接触沟槽，并对接触沟槽进行金属插塞填充；

(4)在器件的上表面沉积金属层，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成金属垫层和连线。

2.根据权利要求1所述的一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的上面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层，再通过沟槽掩模暴露出部分氧化层，对暴露出的部分氧化层进行干蚀，直至暴露出外延层，形成在氧化层上的多个沟槽掩模开孔，然后清除掉光刻涂层；

b、在表面注入P型掺杂剂，有原氧化层覆盖的部分没有被注入，没有原氧化层覆盖的部分，P型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过一次高温扩散作业将P型掺杂剂推进扩散到外延层中形成P型基区；

c、通过刻蚀在开孔处形成沟槽，该沟槽穿过P型基区延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，然后清除掉所有氧化层；

d、在沟槽暴露着的侧壁和底部，以及外延层的上表面形成栅极氧化层，再在沟槽中沉积N型高掺杂剂的多晶硅，以填充沟槽并覆盖顶面；

e、对在外延层表面上的多晶硅层进行平面腐蚀处理或化学机械抛光。

3.根据权利要求2所述的一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述的多个沟槽掩模开孔宽度不一样。

4.根据权利要求2所述的一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，在步骤c中，在刻蚀沟槽前，先沉淀一层氧化层并把在氧化层中的至少一个沟槽掩模开孔封上，然后对氧化层进行干蚀，清除开孔里的氧化层，暴露出开孔里的外延层；之后刻蚀沟槽。

5.根据权利要求1所述的一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

a、在外延层的表面上依次沉积无掺杂二氧化硅层和多晶硅层；

b、在多晶硅层表面注入P型掺杂剂；

c、在多晶硅层表面积淀光刻涂层，利用多晶硅掩模暴露出部分多晶硅层，然后对暴露出的部分多晶硅层进行干蚀，直至暴露出多晶硅层下无掺杂二氧化硅；

d、再把外延层表面上没有被光刻涂层覆盖的无掺杂二氧化硅刻蚀掉，然后清除掉光刻涂层。

6.一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用沟槽掩模对衬底上的外延层进行侵蚀而形成多个栅极沟槽；

(2)在外延层表面依次沉积二氧化硅层和多晶硅层，再利用多晶硅掩模形成多晶硅区作静电保护用，并通过多晶硅掩模对外延层注入P型掺杂剂形成P型基区；

(3)在外延层表面沉积层间介质，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，然后注入N型掺杂剂形成N型源区，之后对外延层表面进行侵蚀形成接触沟槽，并对接触沟槽进行金属插塞填充；

(4)在器件的上表面沉积金属层，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成金属垫层和连线。

7.根据权利要求6所述的一种带有静电保护功能的沟槽半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的上面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层，再通过沟槽掩模暴露出部分氧化层，对暴露出的部分氧化层进行干蚀，直至暴露出外延层，形成在氧化层上的沟槽掩模开孔，然后清除掉光刻涂层；

b、通过刻蚀在开孔处形成沟槽，该沟槽延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，然后清除掉所有氧化层；

c、在沟槽暴露着的侧壁和底部，以及外延层的上表面形成栅极氧化层，再在沟槽中沉积N型高掺杂剂的多晶硅，以填充沟槽并覆盖顶面；

d、对在外延层表面上的多晶硅层进行平面腐蚀处理或化学机械抛光。