專利名稱：一種功率mos場效應(yīng)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法。
背景技術(shù)：
功率MOS場效應(yīng)管使用已有多年歷史，其設(shè)計和制造方法一直在持續(xù)的改進(jìn)。MOS 英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor即金屬_氧化物_半導(dǎo)體，確切的說，這個名字描 述了集成電路中功率MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，S卩在一定結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件上，加上二氧化硅 和金屬。從結(jié)構(gòu)上說，MOS管可以分為增強(qiáng)型(E型)和耗盡型(D型)，功率MOS場效應(yīng)管 效應(yīng)管一般有3個電極源(source)極、漏(drain)極和柵(gate)極，功率MOS場效應(yīng)管 形成的電路通稱為MOS電路，但又有不同，PM0S邏輯電路稱為PM0S電路，NM0S邏輯電路稱 為NM0S電路，PM0S和NM0S共同組成的邏輯電路稱為CMOS集成電路，MOS和BJT(Bipolar Junction Transistor雙極結(jié)型晶體管)組成的電路稱為Bi-CMOS集成電路。由于功率MOS 場效應(yīng)管靜態(tài)功耗幾乎為O，所有的功耗都集中在開關(guān)轉(zhuǎn)換的過程中，因此相對BJT而言， 功率MOS場效應(yīng)管的功耗更低。因此，在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中，功率MOS場效應(yīng)管主要用于數(shù)字 邏輯電路中實現(xiàn)開關(guān)邏輯(0、l邏輯)。從性能上，功率MOS場效應(yīng)管主要是朝著低導(dǎo)通電 阻(Rdson)、高耐壓、高頻率的方向發(fā)展。 終端保護(hù)結(jié)構(gòu)是功率MOS場效應(yīng)管設(shè)計的一個非常重要的環(huán)節(jié)。功率MOS場效應(yīng) 管，工作時需要承受較高的反向電壓，位于器件中間有源區(qū)的各并聯(lián)單胞陣列間的表面電 位大致相同，而位于有源區(qū)邊緣(即終端)的單胞與襯底表面的電位卻相差很大，往往引起 外圈單胞的表面電場過于集中從而造成器件的邊緣被擊穿。因此，需要在單胞陣列的外圈 增加終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，減小終端電場密度，起到提高功率MOS場效應(yīng)管耐壓的作用， 一般采用 的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)為場板。 圖1是現(xiàn)有技術(shù)功率MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中只給出了功率MOS場效應(yīng) 管左側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖，功率MOS場效應(yīng)管的制作步驟如下在功率MOS場效應(yīng)管的襯底10 上生長第一氧化層12，并對第一氧化層12進(jìn)行刻蝕，以便進(jìn)行有源區(qū)的制備；在第一氧化 層12上形成兩個多晶硅柵極，多晶硅柵極由柵氧化層13和多晶硅層14組成，再在兩個多 晶硅柵極的外側(cè)進(jìn)行離子注入，形成兩個有源區(qū)11 (圖中只示其一 )；在多晶硅層14上生 長第二氧化層15 ;在第二氧化層15上制作場板16。現(xiàn)有技術(shù)中，第一氧化層的制備工藝對 器件性能的影響很大，因為在多晶硅柵從有源區(qū)11過渡到第一氧化層12時會在過渡區(qū)55 形成夾角，從而使電場集中處成為擊穿點，更為糟糕的是當(dāng)擊穿發(fā)生在夾角時，電子很容易 注入到柵氧(即第二氧化層15)中，對器件的可靠性造成很大影響，增大這一夾角(相當(dāng)于 減小第一氧化層的尖角)可以減弱電場的集中，但是刻蝕第一氧化層并控制其尖角的工藝 相當(dāng)困難甚至不可實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的功率MOS場效應(yīng)管內(nèi)多晶硅存在夾角導(dǎo)致電場增大的問題，本發(fā)明提供一種無多晶硅夾角的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，所述方法包
括以下步驟在所述功率M0S場效應(yīng)管的襯底內(nèi)刻蝕形成淺溝槽；在所述淺溝槽內(nèi)淀積第
一氧化層，并對所述第一氧化層進(jìn)行刻蝕和研磨，去除所述襯底上的所述第一氧化層；在所
述襯底和所述第一氧化層上形成兩個多晶硅柵極，再以所述多晶硅柵極為阻擋層在兩個所
述多晶硅柵極外側(cè)的襯底表面進(jìn)行離子注入，形成第一有源區(qū)和第二有源區(qū)；在所述多晶
硅柵極上淀積第二氧化層；在所述第二氧化層上制作場板。 可選的，所述第一氧化層為氧化硅層。 可選的，所述第二氧化層為氧化硅層。 可選的，所述多晶硅柵極由第三氧化層和多晶硅層組成。 可選的，所述第三氧化層為氧化硅層。 可選的，所述研磨為化學(xué)機(jī)械研磨。 本發(fā)明一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法的有益技術(shù)效果為本發(fā)明提供的功率 M0S場效應(yīng)管，將第一氧化層設(shè)計于功率M0S場效應(yīng)管的襯底內(nèi)，從而消除了現(xiàn)有技術(shù)中的 場板內(nèi)多晶硅所形成的夾角，降低了功率MOS場效應(yīng)管表面的電場強(qiáng)度，從而提高了功率 MOS場效應(yīng)管的擊穿電壓。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中功率MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法的功率MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。 由于在現(xiàn)有技術(shù)中的MOS管的場板中，存在一多晶硅形成的夾角，夾角的存在會
吸引更多的電場聚集，增大MOS管表面的電場強(qiáng)度，使得MOS管易被擊穿，為了解決這樣一
個問題，本發(fā)明提出一種功率M0S場效應(yīng)管的制作方法，請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種功率
MOS場效應(yīng)管的制作方法的流程圖，從圖上可以看出，所述方法包括以下步驟 步驟31 :在所述功率M0S場效應(yīng)管的襯底內(nèi)刻蝕形成淺溝槽，所述刻蝕方法為各
向異性刻蝕，刻蝕溶液可以選擇氫氟酸，目的是形成垂直側(cè)壁的淺溝槽，通常側(cè)壁與襯底表
面呈88度，刻蝕深度范圍為1納米至10微米之間，具體大小視實際情況而定； 步驟32 :在所述淺溝槽內(nèi)淀積第一氧化層，并對所述第一氧化層進(jìn)行刻蝕和研
磨，去除所述襯底上的所述第一氧化層，所述第一氧化層為氧化硅層，研磨為化學(xué)機(jī)械研
磨，在經(jīng)過刻蝕和研磨之后，完全填滿淺溝槽的氧化硅層的表面在溝槽邊緣和襯底表面是
齊平的，避免了后續(xù)淀積多晶硅層的夾角的出現(xiàn)，使電場不在柵氧化層附件集中，對柵氧化
層起到保護(hù)作用； 步驟33 :在所述襯底和所述第一氧化層上形成兩個多晶硅柵極，再以所述多晶硅 柵極為阻擋層在兩個所述多晶硅柵極外側(cè)的襯底表面進(jìn)行離子注入，形成第一有源區(qū)和第二有源區(qū)； 步驟34:在所述多晶硅柵極上淀積第二氧化層，第二氧化層也為氧化硅層，起到 隔離和保護(hù)的作用； 步驟35 :在所述第二氧化層上制作場板，場板的制作也為現(xiàn)有普通工藝，目的是 為了保護(hù)功率M0S場效應(yīng)管。 所述多晶硅柵極由第三氧化層和多晶硅層組成，第三氧化層即柵氧化層，所述第 三氧化層為氧化硅層，淀積第三氧化層和多晶硅層采用現(xiàn)有普通工藝，光刻和刻蝕，將淀積 的第三氧化層和多晶硅層分成兩部分。 接著，請參考圖3，圖3為本發(fā)明一種功率M0S場效應(yīng)管的制作方法的功率M0S場 效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖上可以看到，第一氧化層12完全位于襯底10內(nèi)，兩個有源區(qū)11 位于靠近第一氧化層12兩側(cè)的襯底10內(nèi)，兩個多晶硅柵極形成于襯底IO和第一氧化層12 上，第二氧化層15淀積于多晶硅柵和第一氧化層12上，場板16制作于第二氧化層15上， 多晶硅柵極由第三氧化層13和多晶硅層14組成，第三氧化層13即柵氧化層位于襯底10 和第一氧化層12上，多晶硅層14位于第三氧化層13上。這種設(shè)計將第一氧化層12設(shè)計 于功率MOS場效應(yīng)管的襯底10內(nèi)，從而消除了現(xiàn)有技術(shù)中的場板內(nèi)多晶硅所形成的夾角， 同時也避免了在夾角處所積累的電場。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因 此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在所述功率MOS場效應(yīng)管的襯底內(nèi)刻蝕形成淺溝槽；在所述淺溝槽內(nèi)淀積第一氧化層，并對所述第一氧化層進(jìn)行刻蝕和研磨，去除所述襯底上的所述第一氧化層；在所述襯底和所述第一氧化層上形成兩個多晶硅柵極，再以所述多晶硅柵極為阻擋層在兩個所述多晶硅柵極外側(cè)的襯底表面進(jìn)行離子注入，形成第一有源區(qū)和第二有源區(qū)；在所述多晶硅柵極上淀積第二氧化層；在所述第二氧化層上制作場板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述第一氧化層 為氧化硅層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述第二氧化層 為氧化硅層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述多晶硅柵極 由第三氧化層和多晶硅層組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述第三氧化層 為氧化硅層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述研磨為化學(xué) 機(jī)械研磨。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功率MOS場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在功率MOS場效應(yīng)管的襯底內(nèi)刻蝕形成淺溝槽；在淺溝槽內(nèi)淀積第一氧化層；在襯底和第一氧化層上形成兩個多晶硅柵極，再在兩個多晶硅柵極外側(cè)的襯底表面進(jìn)行離子注入，形成第一有源區(qū)和第二有源區(qū)；在多晶硅柵極上淀積第二氧化層；在第二氧化層上制作場板。本發(fā)明消除了功率MOS場效應(yīng)管內(nèi)的多晶硅在生長過程中所形成的夾角，從而減小了功率MOS場效應(yīng)管表面的電場強(qiáng)度，提高了功率MOS場效應(yīng)管的擊穿電壓。
文檔編號H01L21/283GK101777497SQ20101002270
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者吳小利, 許丹 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司