[发明专利]沟槽型垂直双扩散金属氧化物晶体管及其制作方法

说明书

一种沟槽型垂直双扩散金属氧化物晶体管的制作方法包括以下步骤：提供N型衬底，在所述N型衬底上依序形成N型外延层、P型体区、第一沟槽及第二沟槽；在所述第一及第二沟槽中的栅氧化层上及所述P型体区上形成多晶硅；对所述多晶硅进行热处理，使得所述多晶硅中的N型杂质进入所述P型体区邻近所述多晶硅的表面，从而在所述P型体区邻近所述多晶硅的表面形成N型源区，并且所述沟槽外侧的多晶硅被氧化为位于所述N型源区上的二氧化硅；形成贯穿所述第一与第二沟槽两侧的二氧化硅及N型源区并延伸至所述P型体区中的接触孔；形成正面金属层与背面金属。

【技术领域】

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，特别地，涉及一种沟槽型垂直双扩散金属氧化物晶体管及其制作方法。

【背景技术】

在沟槽型VDMOS(垂直双扩散金属氧化物晶体管)广泛应用于开关电源领域。沟槽型垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管(简称：沟槽型VDMOS)是通过源离子和体离子注入后形成纵向扩散距离差形成沟道，并广泛应用于开关电源和同步整流领域。相比平面型VDMOS，沟槽型VDMOS由于消除了JFET区，所以其内阻非常小。

然而，现有沟槽型VDMOS存在工艺较为复杂、成本较高等问题，有必要改善。

【发明内容】

本发明的其中一个目的在于为解决上述至少一个技术问题而提供一种沟槽型垂直双扩散金属氧化物晶体管及其制作方法。

一种沟槽型垂直双扩散金属氧化物晶体管的制作方法包括以下步骤：

提供N型衬底，在所述N型衬底上依序形成N型外延层、初始氧化层及氮化硅层；

进行P型体区的注入及驱入，从而在所述N型外延层邻近所述初始氧化层的一侧形成P型体区；

形成贯穿所述氮化硅层、所述初始氧化层及所述P型体区并延伸至所述N型外延层中的第一沟槽及第二沟槽；

在所述P型体区及所述N型外延层中的所述第一沟槽内壁及所述第二沟槽内壁形成栅氧化层；

去除所述氮化硅层及初始氧化层；

在所述第一及第二沟槽中的栅氧化层上及所述P型体区上形成多晶硅；

对所述多晶硅进行热处理，使得所述多晶硅中的N型杂质进入所述P型体区邻近所述多晶硅的表面，从而在所述P型体区邻近所述多晶硅的表面形成N型源区，并且所述沟槽外侧的多晶硅被氧化为位于所述N型源区上的二氧化硅；

对所述二氧化硅、所述N型源区及所述P型体区进行刻蚀，从而形成贯穿所述第一与第二沟槽两侧的二氧化硅及N型源区并延伸至所述P型体区中的接触孔；

在所述二氧化硅上形成正面金属层，所述正面金属通过所述接触孔连接所述P型体区；

在所述N型衬底远离所述N型外延层的表面形成背面金属。

在一种实施方式中，所述初始氧化层在所述N型外延层上生长而成，所述初始氧化层生长温度在900摄氏度～1100摄氏度的范围内，厚度在0.01um～0.10um的范围内。

在一种实施方式中，所述氮化硅层在所述初始氧化层上生长而成，所述氮化硅层生长温度在600摄氏度～1100摄氏度的范围内，厚度在0.02um～0.20um的范围内。

在一种实施方式中，所述P型体区的注入离子包括硼，所述注入的剂量在每平方厘米1的13次方到每平方厘米1的14次方的范围内，所述注入的能量在100KEV至400KEV的范围内；对进行P型体区的驱入的步骤的温度在1100摄氏度到1200摄氏度的范围内，时间在50分钟到200分钟的范围内。

在一种实施方式中，所述栅氧化层在所述第一及第二沟槽内壁上生长而成，所述栅氧化层生长温度在900摄氏度～1200摄氏度的范围内，厚度在0.01um～0.20um的范围内。