[发明专利]一种生产沟槽型VDMOS的方法及沟槽型VDMOS

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，特别涉及一种生产沟槽型VDMOS的方法及沟槽型VDMOS。

背景技术

如图1所示，在现有沟槽型VDMOS(垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管)的结构中，栅漏之间的电容，主要是因为沟槽底部的栅极多晶硅/栅氧化层/外延层之间的寄生电容造成的，这个电容会影响VDMOS的动态特性，为了降低这个电容值，目前主要有一种方法是增加栅氧化层的厚度，但这会影响到VDMOS的其他参数，比如阈值电压。

常规的沟槽型VDMOS的制造工艺流程如下：

步骤1，在N型外延层和N型衬底的基础上先生长出沟槽，如图2所示；

步骤2，在沟槽中生长栅氧化层以及多晶硅，如图3所示；

步骤3，刻蚀位于沟槽外部的多晶硅，刻蚀后的结构如图4所示；

步骤4，将P型离子注入未完成的VDMOS结构中，形成P-体区，P-体区的位置如图5所示；

步骤5，通过光刻胶将N型离子注入到未完成的VDMOS结构中，形成N+源区，N+源区的位置如图6所示；

步骤6，介质层的生长以及接触孔的制作，制作完成后的VDMOS结构如图7所示；

步骤7，外围金属层的制作，制作完成后的最终沟槽型VDMOS结构如图8所示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生产沟槽型VDMOS的方法及沟槽型VDMOS，用以解决在现有沟槽型VDMOS的结构中，因沟槽底部的栅极多晶硅/栅氧化层/外延层之间的寄生电容会造成栅漏之间存在电容，这个电容会影响VDMOS的动态特性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种生产沟槽型VDMOS的方法，包括：

在衬底上的外延层表面制作沟槽；

在形成有所述沟槽的外延层表面上生长氧化层，其中，所述沟槽的侧壁和底部也生长有所述氧化层；

在所述氧化层的表面生长氮化硅层，所述氮化硅层完全填满所述沟槽；

刻蚀去除沟槽外部氧化层之上的氮化硅层，以及刻蚀去除沟槽外部全部氧化层以及沟槽侧壁上的氧化层，在所述沟槽底部保留预定厚度的氧化层，使所述沟槽内的氮化硅层的下表面位于所述沟槽底部的氧化层内；

在所述沟槽外围边缘、沟槽侧壁生长出直达沟槽底部氧化层的栅氧化层，且所述沟槽内的栅氧化层和氮化硅层之间存在缝隙；

在所述缝隙以及沟槽外部的栅氧化层上生长多晶硅层，所述多晶硅层完全填满所述缝隙，并刻蚀去除沟槽外部的多晶硅层；

在沟槽之间的外延层中注入以及驱入硼离子，形成P-体区；

在靠近沟槽顶部的外延层中注入以及驱入磷离子，形成N+源区；

在沟槽上方生长介质层以及形成接触孔；

形成覆盖所述介质层和外露的栅氧化层以及衬底的金属层。

进一步地，所述在衬底上的外延层上方制作沟槽具体为：

在衬底上的外延层表面生长厚度为0.02um至0.20um的氧化层，并光刻、刻蚀出沟槽；

所述氧化层的生长温度为900℃至1100℃。

进一步地，所述沟槽的侧壁和底部的所述氧化层的生长厚度为0.02um至0.20um且所述氧化层的厚度小于整个沟槽宽度的三分之一。

进一步地，所述氮化硅的生长温度为600℃至1000℃。

进一步地，所述刻蚀去除沟槽外部全部氧化层以及沟槽侧壁上的氧化层，在所述沟槽底部保留预定厚度的氧化层的步骤具体为：

采用氢氟酸刻蚀去除沟槽外部全部氧化层以及沟槽侧壁上的氧化层，且使沟槽底部预定厚度的氧化层的厚度大于所述沟槽深度的五分之一。

进一步地，所述栅氧化层的生长厚度为0.02um至0.20um，生长温度为900℃至1100℃。

进一步地，所述多晶硅层的生长厚度为0.1um至0.3um，生长温度为500℃至700℃。

进一步地，所述刻蚀去除沟槽外部的多晶硅层的步骤具体为：

刻蚀去除分布在所述沟槽外部的多晶硅，使得所述多晶硅在沟槽内的高度与氮化硅的高度一致。

本发明实施例提供一种沟槽型VDMOS，包括：设置在衬底和外延层上的沟槽，沟槽之间分布有P-体区，沟槽四周分布有N+源区，紧邻沟槽上方设置有介质层，以及覆盖所述介质层和衬底的金属层，所述沟槽中分布有多晶硅层和栅氧化层，其中，所述沟槽中还分布有氮化硅层和氧化层，且所述氮化硅层的下表面低于所述氧化层的上表面，所述氧化层位于沟槽的底部，所述多晶硅层、栅氧化层以及氮化硅层从沟槽内壁到沟槽中心的分布顺序为：栅氧化层、多晶硅层、氮化硅层。