[发明专利]一种沟槽功率器件及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、元胞结构的制备；

B、接触孔、钨栓的制备；

C、蚀刻形成电路；

D、淀积钝化层，蚀刻钝化层；

所述步骤A具体包括如下步骤：

步骤S1、在硅衬底上表面化学气相沉积一层或多层外延层；所述外延层掺杂三价元素、五价元素；

步骤S2、在外延层上表面沉积掩膜，所述掩膜的成分为光刻胶或光刻胶与其它绝缘体掩模组成的多层组合结构；

步骤S3、在掩膜上定义栅极沟槽图形以及源极沟槽图形；所述栅极沟槽包括元胞栅极沟槽、栅极互联沟槽；

所述元胞栅极沟槽图形、源极沟槽图形、栅极互联沟槽图形依次设置；所述栅极互联沟槽的关键尺寸大于元胞栅极沟槽的关键尺寸大于源极沟槽的关键尺寸；

步骤S4、在掩膜上形成电路图形后，利用干法蚀刻将电路图形制作到外延层上；

得到所述栅极互联沟槽的深度大于元胞栅极沟槽的深度大于源极沟槽的深度；

步骤S5、通过热氧化方法对元胞栅极沟槽、源极沟槽、栅极互联沟槽进行圆润化与等离子损伤修复，在元胞栅极沟槽、源极沟槽、栅极互联沟槽侧壁生长一层氧化层；通过湿法蚀刻处理氧化层；

步骤S6、通过低压化学气象淀积进行氮化硅薄膜的生长；所述氮化硅薄膜在栅极沟槽的底部表面生长并填满整个源极沟槽；

步骤S7、通过热磷酸蚀刻氮化硅，至栅极沟槽中的氮化硅全部蚀刻完，源极沟槽中仍然保留氮化硅；

步骤S8、通过湿法蚀刻去除栅极沟槽中的自然氧化层，然后通过热氧化法生长栅氧化层；

步骤S9、通过低压化学气象淀积多晶硅，使栅极沟槽填满了多晶硅形成栅极；在淀积的过程中掺杂五价元素或在栅极形成后进行离子注入掺杂三价元素；

步骤S10、通过化学机械研磨或干法蚀刻去除高于外延层的多晶硅；

步骤S11、在外延层上表面通过离子注入杂质得到体区，然后通过热工艺对体区的杂质进行激活；所述杂质包括三价元素或五价元素；

步骤S12、在体区上表面通过离子注入杂质得到源区，离子注入的杂质是五价元素或三价元素，最终得到元胞结构。

2.根据权利要求1所述的沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S1、S9、S11、S12中所述三价元素包括硼元素，所述五价元素包括砷、磷。

3.根据权利要求1所述的沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S11中离子注入的元素极性应与步骤S1中的掺杂元素极性相反，所述步骤S12中离子注入的元素极性应与步骤S1中的掺杂元素极性相同。

4.根据权利要求1所述的沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中所述氧化层的厚度为10～100nm，湿法蚀刻处理后使氧化层的厚度为20纳米；所述步骤S6中所述氮化硅薄膜的厚度为500～1000nm；所述步骤S8中所述栅氧化层的厚度为10～100nm；所述步骤S9中所述多晶硅的厚度为500～1000nm。

5.根据权利要求1所述的沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤B具体包括如下步骤：

步骤S13、通过化学气象淀积形成二氧化硅介质层；

步骤S14、通过光刻工艺，使用光刻胶定义源区沟槽接触孔图形以及栅极互联区域接触孔图形；所述源区沟槽接触孔图形位于源极沟槽上方，所述栅极互联区域接触孔图形位于栅极互联沟槽上方；

步骤S15、通过干法蚀刻二氧化硅介质层，得到源区沟槽接触孔以及栅极互联区域接触孔；

步骤S16、通过热磷酸蚀刻源区沟槽内的氮化硅；

步骤S17、通过离子注入掺杂高浓度杂质到源区沟槽的底部，制作源区沟槽接触孔的欧姆接触，通过快速热退火激活杂质；

通过物理气象淀积工艺淀积金属以及氮化物作为保护层，并利用快速热退化形成硅化物，所述金属包括钛、钴、钽中的一种或多种；

步骤S18、通过钨栓工艺淀积金属钨，通过干法刻蚀方法去除掉接触孔以外的金属钨，在接触孔里形成钨栓。

6.根据权利要求5所述的沟槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S12中离子注入的杂质元素极性应与第17步注入元素极性相同。