[发明专利]一种降低沟槽型金属氧化物半导体导通电阻的方法

说明书

本发明公开了一种降低沟槽型金属氧化物半导体导通电阻的方法，包括以下步骤，在硅衬底上的N型外延层上生长热生长氧化层，再淀积氧化层，进行沟槽的刻蚀；生长栅极氧化层，再淀积掺杂的栅极多晶硅；形成器件的栅极，P型杂质注入，形成P型体区；进行纵向的源区光刻，进行N型杂质注入；形成沟槽DMOS的源区；进行纵向的P型浓掺杂区光刻，P型浓掺杂质注入；淀积介质隔离层,淀积钛/氮化钛，再淀积正面金属层形成器件的源极；再生长背面金属层，形成器件的漏极，完成器件的制作；本发明通过改变器件的结构，实现了更小元胞的制作，实现了相同面积导通电阻的降低或相同导通电阻芯片面积的减小，具有良好的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及半导体芯片设计及制造领域，尤其涉及一种降低沟槽型金属氧化物半导体导通电阻的方法。

背景技术

双扩散金属氧化物半导体(DMOS)晶体管兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点，无论开关应用还是线性应用，DMOS都是理想的功率器件。DMOS主要用于逆变器、电子开关、高保真音响、汽车电器和电子镇流器等。

DMOS分为平面型DMOS和沟槽型DMOS,平面型DMOS主要朝着高压方向发展，而沟槽型DMOS主要是朝着中低压发展，随着近年来半导体设计领域以及半导体工艺领域的不断发展及创新，已经向着更低成本，更高性能，轻量化，小体积方向发展，尤其是在超薄电子产品中，对面积和导通电阻有着非常苛刻的要求，如何在保证高性能前提下，不断缩小面积和减小导通电阻，成为各个设计公司以及晶圆代工厂的主要课题。

众所周知，DMOS在同等面积下，沟道长度越长，即元胞的数量越多，导通电阻越小，目前沟槽型DMOS主要是在8英寸晶圆加工厂生产，其极限工艺能力和沟槽型DMOS结构的特殊性，目前所能做的元胞最小尺寸为0.7微米，所以继续通过缩小元胞尺寸来减小导通电阻几乎不可能，给便携式电子产品的发展带来很大的阻力。

如图1所示，目前沟槽型DMOS器件在8寸晶圆加工厂的极限尺寸如下：

1.沟槽开口尺寸25不能小于0.2微米，否则影响栅极多晶硅材料8填充；

2.孔18的尺寸24不能小于0.2微米，否则影响孔内金属20填充；

3.孔到沟槽间距23不能小于0.15微米，否则会增大参数失效比例；

综上数据可以确认目前最小的元胞尺寸为0.7微米。

现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

为了解决现在技术存在的缺陷，本发明提供了一种降低沟槽型金属氧化物半导体导通电阻的方法。

本发明提供的技术文案，一种降低沟槽型金属氧化物半导体导通电阻的方法，包括以下步骤：

S1、在硅衬底上的N型外延层上生长热生长氧化层，再淀积氧化层，采用沟槽光刻层定义出元胞区，沟槽开口尺寸为0.2微米，沟槽开口的间距为0.15微米，然后进行氧化层和热生长氧化层的刻蚀，刻蚀到N型外延层表面为止；

S2、去掉沟槽光刻层后，采用留下来的氧化层作为硬掩模，进行沟槽的刻蚀；

S3、去除氧化层和热生长氧化层，生长栅极氧化层，再淀积掺杂的栅极多晶硅；

S4、对掺杂的栅极多晶硅进行回刻，然后对掺杂的栅极多晶硅进行退火，形成器件的栅极，再进行P型杂质注入；

S5、对注入的P型杂质进行驱入，形成P型体区；

S6、将原有的横向布局切换为纵向布局，进行纵向的源区光刻，采用源区光刻层定义出源区N型杂质注入区域和源区N型杂质非注入区域，对源区型杂质注入区域进行N型杂质注入；

S7、去除源区光刻层，并进行源区退火，形成沟槽DMOS的源区；