[发明专利]沟槽型双层栅MOS及工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计制造领域，特别是指一种沟槽型双层栅MOS，本发明还涉及所述沟槽型双层栅MOS的工艺方法。

背景技术

沟槽型双层栅MOS，作为一种功率器件，具有击穿电压高，导通电阻低，开关速度快的特点。图1所示为一种常见的沟槽型双层栅MOS器件的源极沟槽结构示意图，其源极沟槽中下部填充有多晶硅，多晶硅与沟槽之间间隔有氧化硅膜层，多晶硅上方具有热氧化层，再以硼磷硅玻璃填充满沟槽内剩余空间，深接触孔穿通硼磷硅玻璃与热氧化层与多晶硅接触。其特点是源极沟槽内填充的多晶硅仅占沟槽内部空间的一半左右，使得源极接触孔需要做得较深才能与沟槽下部填充的多晶硅接触。图2是栅极沟槽示意图，图3是肖特基区的沟槽，与源极沟槽类似，其沟槽内部填充有多晶硅，多晶硅与沟槽之间间隔有氧化层。多晶硅上方具有热氧化层，沟槽内填充的多晶硅仅占沟槽内部空间的一半左右，其余空间以介质层填充。

该结构的缺陷在于：如图4所示，由于肖特基区较小，无法通过EPD(刻蚀终点监测)来控制刻蚀深度，目前的工艺普遍采用的是刻蚀时间控制，控制精度不高，导致刻蚀形成的深度均一性不好。另外，由于肖特基区的沟槽较深，层间介质淀积之后沟槽处表面的落差大，且由于层间介质不同膜质的刻蚀速率不一致，导致刻蚀后表面形貌呈碗型，接触孔区域界面比较粗糙，影响钛/氮化钛的界面质量。

上述的缺陷结合起来导致所述沟槽型双层栅MOS在肖特基区的边缘可能形成比较脆弱的点或区，使器件的击穿电压降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种沟槽型双层栅MOS结构。

本发明还要解决的技术问题在于提供所述沟槽型双层栅MOS结构的制造方法，改善肖特基的形貌，提高器件的击穿电压性能。

为解决上述问题，本发明所述的沟槽型双层栅MOS，其硅衬底中具有体区，源极沟槽位于体区且底部位于衬底中，沟槽内填充多晶硅；多晶硅略低于硅衬底表面，多晶硅上方具有热氧化层填满沟槽；衬底表面为硼磷硅玻璃；所述硅衬底中还具有肖特基沟槽，所述肖特基沟槽填充多晶硅，且多晶硅与沟槽之间以氧化层隔离；

所述源极沟槽内的多晶硅与源极沟槽之间还间隔有隔离层，所述隔离层是第一氧化硅层、氮化硅以及第二氧化硅层的复合三明治结构；所述硼磷硅玻璃不填充入源极沟槽；所述肖特基沟槽内是以多晶硅填充满。

所述的隔离层，其中第一氧化硅层的厚度为氮化硅的厚度为第二氧化硅层的厚度为

为解决上述问题，本发明所述的沟槽型双层栅MOS的工艺方法，包含如下步骤：

第一步，硅衬底表面淀积氧化层及常压氧化层，光刻定义刻蚀形成沟槽；

第二步，沟槽内淀积第一氧化硅层、氮化硅层及第二氧化硅层；

第三步，沟槽内淀积第一多晶硅并回刻，并利用掩膜板保护第一多晶硅连接孔区域，对其他区域进行回刻；

第四步，沟槽内热氧化层淀积，以及制作栅氧化层；

第五步，第二多晶硅的淀积并回刻；

第六步，注入形成P型体区，并进行高温热推进；

第七步，源极湿法刻蚀并在光刻胶定义下进行离子注入；

第八步，去胶，淀积层间介质之后热推进；

第九步，形成硼磷硅玻璃；

第十步，接触孔刻蚀、硼磷硅玻璃刻蚀以及硅衬底刻蚀；

第十一步，光刻定义对硼磷硅玻璃进行刻蚀形成肖特基接触孔；

第十二步，淀积钛/氮化钛，淀积钨并回刻，淀积金属层。

进一步地，所述第一步中，淀积氧化层的厚度为常压氧化层的厚度为

进一步地，所述第二步中，第一氧化硅层的厚度为氮化硅层的厚度为第二氧化硅层的厚度为

进一步地，所述第三步，第一多晶硅淀积的总厚度为

进一步地，所述第四步，热氧化层淀积的厚度为

进一步地，所述第六步，P型体区进行1150℃热推进30分钟。

进一步地，所述第七步，源极湿法刻蚀至保留氧化层

进一步地，所述第九步，淀积硼磷硅玻璃的厚度为

本发明所述的沟槽型双层栅MOS，其源极沟槽的隔离层采用了氧化硅/氮化硅/氧化硅的三明治复合结构，同时内部填充的多晶硅更多，使得源极接触孔的深度变浅，降低了沟槽刻蚀的难度，同样，肖特基沟槽内填充的多晶硅也更多更接近沟槽顶部。

附图说明

图1是现有沟槽型MOS源极沟槽结构示意图。

图2是现有沟槽型MOS栅极沟槽结构示意图。

图3是现有沟槽型MOS栅极肖特基沟槽结构示意图。