[发明专利]一种制造沟槽型半导体功率器件的方法

权利要求书

1.一种制造沟槽型半导体功率器件的方法，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型和N型掺杂剂，分别形成P型基区和N型源区，并进行侵蚀而形成多个栅极沟槽；

(2)在外延层表面上形成层间介质，利用接触孔掩模，对层间介质和外延层表面进行侵蚀形成接触沟槽，并对接触沟槽进行填充，形成沟槽金属插塞；

(3)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所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，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，形成在氧化层上多个沟槽掩模开孔，沟槽掩模开孔宽度不一样，然后清除掉光刻涂层；

b、对表面注入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形成P型基区；

c、对表面注入N型掺杂剂，没有原氧化层覆盖的部分，N型掺杂剂会注入到外延层表面上形成N型区，再沉淀一层氧化层，对氧化层进行干蚀，清除开孔上的氧化层，暴露出开孔上的外延层；

d、通过刻蚀形成沟槽，该沟槽穿过N型区和P型基区延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，牺牲性氧化作业将P型掺杂剂推进扩散到外延层中，将N型掺杂剂推进到P型基区中形成N型源区，然后清除掉所有氧化层；

e、在沟槽暴露着的侧壁和底部，以及外延层的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；

f、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所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤a中，在清除掉光刻涂层后，在暴露出的外延层表面形成一层新氧化层。

4.根据权利要求2所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤c中，对表面注入N型掺杂剂，再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，对氧化层进行干蚀，清除开孔上的氧化层，暴露出开孔上的外延层。

5.根据权利要求2所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤d中，注入在开孔侧壁的氧化层下并位于外延层表面上的N型掺杂剂未被刻蚀沟槽时挖掉。

6.根据权利要求1所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的表面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层，再通过沟槽掩模形成图案暴露出部分氧化层，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，沟槽掩模开孔宽度不一样，然后清除掉光刻涂层；

b、向外延层注入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，P型掺杂剂被推进扩散到外延层中形成P型基区，再在表面沉淀一层氧化层把在氧化层中的至少一个沟槽掩模开孔封上；

c、向外延层注入N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，N型掺杂剂会注入到外延层表面上，在外延层表面上形成N型区，通过二次高温扩散作业，使N型区推进扩散到P型基区中形成N型源区，再对氧化层进行干蚀，清除开孔上的氧化层，暴露出开孔处的外延层；

d、通过蚀刻形成沟槽，该沟槽穿过N型源区和P型基区延伸至N型外延层中，在形成沟槽后，对沟槽进行牺牲性氧化，P型基区和N型源区被进一步推进扩散到外延层内，然后清除掉所有氧化层；

e、通过热生长的方式，在沟槽暴露着的侧壁和底部，和外延层的表面形成栅极氧化层，在沟槽中沉积一层N型高掺杂剂的多晶硅层，以填充沟槽并覆盖顶面。

f、对多晶硅层进行平面腐蚀处理或化学机械抛光。

7.根据权利要求6所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤a中，清除掉光刻涂层后，在表面形成一层新氧化层。

8.根据权利要求2或6所述的制造沟槽型半导体功率器件的方法，其特征在于，所述一次高温扩散作业温度为950至1200℃，时间为10分钟至1000分钟，所述二次高温扩散作业温度为950至1200℃，时间为10分钟至100分钟。