專利名稱：金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)60年代早期小規(guī)模集成電路時(shí)代以來，半導(dǎo)體微芯片的性能已經(jīng)得到了巨大的提升。判斷芯片性能的一種通用指標(biāo)是芯片的速度。半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵尺寸越小，則在一個(gè)芯片上可布置的半導(dǎo)體器件數(shù)目就越多，進(jìn)而使通過電路的電信號(hào)傳輸距離減短，提高芯片的速度。同時(shí)，通過采用較小尺寸的半導(dǎo)體器件可以實(shí)現(xiàn)更小的微芯片封裝，生產(chǎn)出體積更小的電子產(chǎn)品，方便日常生活中的攜帶和使用。因此，生產(chǎn)出更小尺寸的半導(dǎo)體器件是半導(dǎo)體制造技術(shù)的重要的發(fā)展方向。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)不斷發(fā)展，各種半導(dǎo)體器件也越來越趨向小尺寸，然而，一些不利因素也隨之而來。以金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管為例，首先柵氧化層厚度的不斷減小，會(huì)帶來柵氧化層擊穿電壓降低等問題；其次，溝道長度的不斷減小，會(huì)導(dǎo)致漏端電壓引起勢壘降低現(xiàn)象，使柵極的可控性能大大的降低，漏電流增大；最后，隨著金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管尺寸的不斷減小，其開啟電壓也在不斷的降低，這就要求了對(duì)溝道中的載流粒子的濃度要有精確的控制?；谏鲜鰡栴}，需要一種新型結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法，以實(shí)現(xiàn)在不影響其性能的前提下，使金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的柵控效率更有效，并精確控制載流子的濃度，解決柵氧化層擊穿電壓降低的問題，從而得到更小尺寸的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，包括襯底；阱區(qū)，位于所述襯底內(nèi)；淺溝道層，位于阱區(qū)上，包括第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)；溝道，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)上，并與淺溝道層位于同一層面；柵氧化層，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)之上，并與淺溝道層和溝道位于同一層面，包括分別設(shè)置于溝道兩側(cè)的第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)。優(yōu)選的，所述溝道連接所述源區(qū)和漏區(qū)。優(yōu)選的，所述溝道與淺溝道層由同一外延工藝制作。優(yōu)選的，所述外延工藝包括外延生長、光刻、刻蝕。
優(yōu)選的，所述阱區(qū)周圍的襯底表面內(nèi)包括隔離區(qū)。優(yōu)選的，所述隔離區(qū)為溝槽隔離。優(yōu)選的，所述柵氧化層部分位于阱區(qū)內(nèi)。相應(yīng)于上述裝置，本發(fā)明還提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法， 包括提供襯底，在所述襯底內(nèi)形成阱區(qū)；在所述阱區(qū)上形成位于同一層面的第一、第二淺溝道區(qū)、溝道和柵氧化層，以使所述溝道連接所述第一、第二淺溝道層；在所述溝道和柵氧化層之上形成柵區(qū)；在所述第一淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成源區(qū)；在所述第二淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)。優(yōu)選的，在所述阱區(qū)上形成位于同一層面的淺溝道層、溝道和柵氧化層，具體包括在阱區(qū)上選擇性外延形成淺溝道層；在淺溝道層中間位置的兩側(cè)氧化形成第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域；第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域之間保留有淺溝道層形成的溝道，溝道的一端為第一淺溝道區(qū)，另一端為第二淺溝道區(qū)；刻蝕去除第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域；在第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域形成第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)。優(yōu)選的，襯底表面內(nèi)形成阱區(qū)之前，還包括在襯底表面內(nèi)形成淺溝槽隔離；所述襯底形成于淺溝槽隔離之間。本發(fā)明實(shí)施例所提供的新型金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法，通過選擇性外延技術(shù)形成了淺溝道層，通過對(duì)淺溝道層的摻雜的控制可以實(shí)現(xiàn)精確的控制溝道中的載流子的濃度，解決了其開啟電壓不斷降低的問題；采用縱向雙柵氧區(qū)的結(jié)構(gòu)可以使柵控效率更有效，降低漏電流，提高良品率；此外，本發(fā)明提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，在控制其尺寸前提下，無需減小柵氧化區(qū)厚度，解決了柵氧化層擊穿電壓降低的問題。 在解決了上述技術(shù)問題的前提下，通過本發(fā)明實(shí)施例所提供技術(shù)方案可以得到尺寸更小的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的頂面結(jié)構(gòu)透視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖如和4b為本發(fā)明實(shí)施例三提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例四提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的制造方法的流程示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例五提供方法的流程示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例六提供方法的流程示意圖；圖fe至8g為本發(fā)明實(shí)施例六提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的制造過程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，包括襯底；阱區(qū)，位于所述襯底內(nèi)；淺溝道層，位于阱區(qū)上，包括第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)；溝道，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)上，并與淺溝道層位于同一層面；柵氧化層，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)之上，并與淺溝道層和溝道位于同一層面，包括分別設(shè)置于溝道兩側(cè)的第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)；柵區(qū)，位于所述溝道和柵氧化層之上；源區(qū)， 形成于所述第一淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)；漏區(qū)，形成于所述第二淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)。以上是本申請(qǐng)的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例， 而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本實(shí)施例提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，如圖1所示，為該場效應(yīng)管的頂面俯視圖，如圖2所示，為該場效應(yīng)管的縱向剖面示意圖。結(jié)合圖1、圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施方式的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管包括襯底101 ；阱區(qū)102，位于襯底101內(nèi)；淺溝道層103，位于阱區(qū)102上。淺溝道層103包括第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)103b ；溝道104，位于阱區(qū)102上、并與淺溝道層103位于同一層面。溝道104位于第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)10 之間的阱區(qū)102上；柵氧化層105，位于阱區(qū)102之上，并與淺溝道層103和溝通104位于同一層面。 柵氧化層105位于第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)10 之間的阱區(qū)102之上。柵氧化層105包括分別設(shè)置于溝道104兩側(cè)的第一柵氧化區(qū)10 和第二柵氧化區(qū)10 ；柵區(qū)106，位于所述溝道104和柵氧化層105之上；源區(qū)107，位于所述第一淺溝道區(qū)103a及其下面的阱區(qū)102內(nèi)；漏區(qū)108，位于所述第二淺溝道區(qū)10 及其下面的阱區(qū)102內(nèi)。需要說明的是，本實(shí)施例中的襯底可以包括半導(dǎo)體元素，例如單晶、多晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以包括混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導(dǎo)體或其組合；也可以是絕緣體上硅(SOI)。此外，半導(dǎo)體基底還可以包括其它的材料，例如外延層或掩埋層的多層結(jié)構(gòu)。雖然在此描述了可以形成基底的材料的幾個(gè)示例，但是可以作為半導(dǎo)體基底的任何材料均落入本發(fā)明的精神和范圍。其中，本實(shí)施中所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，可以為N溝道MOS管，也可以為P溝道MOS管，因此所述阱區(qū)102可以為P型摻雜或N性摻雜，本實(shí)施例中形成阱區(qū) 102采用的方法可以為，先采用光刻工藝在外延層101表面上形成阱區(qū)102的光刻膠圖案， 之后以該光刻膠圖案為掩膜采用注入硼或磷離子的方式形成阱區(qū)102。本實(shí)施例中所述溝道104與淺溝道層103可以由同一外延工藝制作，具體的可以通過在阱區(qū)102的表面選擇性外延生長、光刻、刻蝕得到淺溝道層103。在可行的其他實(shí)施方式中，溝道104還可以為淺溝道層103的一部分，位于第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)10 之間的阱區(qū)102上，用于連接第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)10北。此外，所述溝道104與淺溝道層103的摻雜狀態(tài)可以相同。本實(shí)施例中的柵氧化層105至少包括氧化硅，通過熱氧化工藝在器件表面形成一層氧化硅層，然后通過光刻工藝保留所述溝道104兩側(cè)的氧化區(qū)域，得到第一柵氧化區(qū) 10 和第二柵氧化區(qū)10恥。之后在器件表面上沉積多晶硅層(圖中未示出)，通過光刻工藝形成柵極圖形，并通過腐蝕工藝去除柵極圖形外部的多晶硅層，保留的多晶硅層即為多晶硅柵，進(jìn)而得到柵區(qū)106，本實(shí)施例中組成柵區(qū)106的多晶硅柵覆蓋在柵氧化層105和溝道104之上，即第一淺溝道區(qū)103a和第二淺溝道區(qū)10 之間。本發(fā)明其它實(shí)施例中，所述柵區(qū)106還可以包括摻雜多晶硅、或者由多晶硅和多晶硅上的金屬硅化物組成的疊層。此外，本實(shí)施例中，所述源區(qū)107和漏區(qū)108在溝道104兩側(cè)的第一淺溝道區(qū)103a 和第二淺溝道區(qū)10 及阱區(qū)中形成，所述源區(qū)107和漏區(qū)108都可以緊接著溝道104形成， 即所述溝道104可以連接所述源區(qū)107和漏區(qū)108。本實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管還可以包括分別在柵區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行金屬接觸得到的柵極、源極和漏極，在此不再贅述。本實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，通過設(shè)置的溝道層，可以實(shí)現(xiàn)精確的控制溝道中的載流粒子的濃度，解決了其開啟電壓不斷降低的問題；采用縱向雙柵氧化區(qū)的結(jié)構(gòu)可以使柵控效率更有效，降低漏電流，提高良品率；此外，本發(fā)明提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，解決了氧化層擊穿降低的問題。在解決了上述技術(shù)問題的前提下， 通過本發(fā)明實(shí)施例所提供技術(shù)方案可以得到尺寸更小的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。實(shí)施例二 如圖3所示，為本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施方式的場效應(yīng)管與前一實(shí)施方式的場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)類似，均包括 101、102、103、104等，本實(shí)施方式的場效應(yīng)管還包括位于襯底101內(nèi)，及所述阱區(qū)102周圍的隔離區(qū)109。隔離區(qū)109用于實(shí)現(xiàn)不同有源區(qū)之間的隔離，防止漏電流，具體的可以為由局部氧化工藝得到的隔離區(qū)，或?yàn)闇\槽隔離工藝得到的淺槽隔離(shallow trench isolation, STI)，其中淺槽隔離中可以填充絕緣材料，如氧化硅。實(shí)施例三
如圖如所示，為本實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的柵氧化層區(qū)域的縱向剖面示意圖，圖4b所示為其柵氧化層區(qū)域的橫向剖面示意圖。該實(shí)施方式的場效應(yīng)管與前一實(shí)施方式的場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)類似，均包括101、102、103、104等，其不同之處在于 所述柵氧化層105可以部分位于阱區(qū)102內(nèi)。具體的，可以在熱氧化形成柵氧化層105之前，在設(shè)定區(qū)域進(jìn)行氧化，使該氧化深入到阱區(qū)102中，并通過刻蝕去除氧化物，這樣在阱區(qū)102中相應(yīng)區(qū)域就得到凹陷區(qū)域，進(jìn)而使后續(xù)的柵氧化工藝中得到的柵氧化層105可以部分位于阱區(qū)102中。本實(shí)施例提供的場效應(yīng)管中，也是縱向雙氧化區(qū)中間的溝道連接源漏的結(jié)構(gòu)，其與實(shí)施例一的不同在于，實(shí)施例一中柵氧層位于阱區(qū)表面上，為了控制器件尺寸，需要較薄的柵氧層，因此擊穿電壓降低，本實(shí)施例中，腐蝕了阱區(qū)的一部分，在其中形成柵氧層，柵氧層可以部分位于阱區(qū)內(nèi)，在有效控制其的尺寸的前提下，可以形成較厚的柵氧化層，進(jìn)而解決了小尺寸金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管柵氧化層較薄帶來的擊穿電壓降低的問題。實(shí)施例四相應(yīng)與上述實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，本實(shí)施例還提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法，如圖5的方法的流程示意圖所示，具體包括以下步驟步驟S501，提供襯底，在所述襯底內(nèi)形成阱區(qū)；具體地，步驟S501包括先在襯底表面氧化形成保護(hù)氧化層，用以阻止在阱區(qū)注入過程中對(duì)硅片造成過度損傷，并作為屏蔽層以控制注入過程中雜質(zhì)的注入深度。隨后依次通過涂布光刻膠，曝光、顯影、離子注入形成阱區(qū)。本實(shí)施中所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，可以為N溝道MOS管，也可以為P溝道MOS管，因此可以通過注入硼離子得到P 阱或通過注入磷離子得到N阱。步驟S502，在所述阱區(qū)上形成位于同一層面的第一、第二淺溝道區(qū)、溝道和柵氧化層，以使所述溝道連接所述第一、第二淺溝道層；步驟S503，在所述溝道和柵氧化層之上形成柵區(qū)；具體的可以包括在金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管表面淀積一層多晶硅，并隨后依次通過涂布光刻膠，曝光、顯影形成柵區(qū)圖形，并通過腐蝕工藝去除柵極圖形外部的多晶硅層，保留的多晶硅層即為多晶硅柵，進(jìn)而得到柵區(qū)，本實(shí)施例中組成柵區(qū)的多晶硅柵覆蓋在柵氧化層和溝道之上，第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間。步驟S504，在所述第一淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成源區(qū)；步驟S505，在所述第二淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)。其中，步驟S504和步驟S505中，具體的可以通過光刻膠掩模進(jìn)行摻雜離子的注入，若為N溝道MOS管時(shí)，可以摻雜注入磷離子；若為P溝道MOS管，可以摻雜注入硼離子。此外，為了實(shí)現(xiàn)隔離不同有源區(qū)，防止漏電流，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，在襯底表面內(nèi)形成阱區(qū)之前，還可以包括在襯底表面內(nèi)形成隔離區(qū)，所述隔離區(qū)可以為淺槽隔離，所述阱區(qū)可以形成于所述淺槽隔離之間。具體的。可以通過以下步驟形成淺槽隔離STI槽刻蝕、STI氧化物填充、 STI氧化層拋光和氮化層去除。本實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法，通過設(shè)置的溝道層，可以實(shí)現(xiàn)精確的控制溝道中的載流粒子的濃度，解決了其開啟電壓不斷降低的問題；并可以使柵控效率更有效，降低漏電流，提高良品率；此外，本發(fā)明提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，解決了氧化層擊穿降低的問題。在解決了上述技術(shù)問題的前提下，通過本發(fā)明實(shí)施例所提供技術(shù)方案可以得到尺寸更小的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管實(shí)施例五本實(shí)施例提供了在所述阱區(qū)上形成實(shí)施例一、二或三中所述的淺溝道層、溝道和柵氧化層的方法，參見圖5的流程示意圖所示，具體包括以下步驟步驟S601，在阱區(qū)上選擇性外延形成淺溝道層；本步驟中，所述外延工藝包括首先在器件表面外延生長一層淺溝道層、通過光刻步驟形成阱區(qū)圖形、以光刻膠圖形為掩?？涛g去除阱區(qū)對(duì)應(yīng)區(qū)域以外的淺溝道層，得到淺溝道層的圖形。其中，可以通過淀積方法生長淺溝道層，所述淺溝道層中可以均勻的摻雜載流子，以便于精確的控制后續(xù)溝道的載流子濃度，解決器件開啟電壓不斷降低的問題。具體的，以濺射淀積工藝為例，可以在靶材中實(shí)現(xiàn)摻雜硼或磷等材料，使淀積得到的淺溝道層得到摻雜。步驟S602，在淺溝道層中間位置的兩側(cè)氧化形成第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域； 第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域之間保留有淺溝道層形成的溝道，溝道的一端為第一淺溝道區(qū)，另一端為第二淺溝道區(qū)；具體的，本步驟中，可以通過涂布光刻膠，曝光、顯影等工藝在淺溝道層中間位置的兩側(cè)定于出第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域，之后可以通過濕氧氧化方式對(duì)這兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行氧化，其中，氧化的深度可以深入阱區(qū)中。步驟S603，刻蝕去除第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域；通過本步驟之后，在第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域之間保留的淺溝道層區(qū)域?qū)⒆鳛樵撈骷膶?dǎo)電溝道。步驟S604，在第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域形成第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)。本步驟用于形成柵氧化層，具體實(shí)現(xiàn)方式可以包括在器件表面進(jìn)行干樣氧化形成柵氧化層，之后通過涂布光刻膠，曝光、顯影等工藝定義出第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域的圖形，并應(yīng)該圖形為掩模，刻蝕去除其它區(qū)域的柵氧化層，得到位于第一氧化區(qū)域的第一柵氧化區(qū)和位于第二氧化區(qū)域的第二柵氧化區(qū)。若步驟S602和步驟S603中，第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域的刻蝕深入到阱區(qū)中，則本步驟中，得到的第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)也深入到阱區(qū)中。通過本步驟，在溝道縱向的兩側(cè)形成了雙柵氧化區(qū)結(jié)構(gòu)，使柵控效率更有效，能夠降低漏電流，提高良品率。同時(shí)能夠使柵氧化層向下移動(dòng)到阱區(qū)內(nèi)部，解決了因需要制程小尺寸器件而導(dǎo)致的柵氧化層擊穿電壓降低的問題。實(shí)施例六本實(shí)施例結(jié)合實(shí)施例三和實(shí)施例四，提供了金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法的一種具體的實(shí)現(xiàn)形式，參見圖7的方法流程示意圖所示，具體包括以下步驟步驟S701，提供襯底801，并在襯底中形成淺槽隔離802;參見附圖8a所示的器件剖面圖；步驟S702，在襯底中的淺槽隔離802中間的區(qū)域形成阱區(qū)803 ；參見附圖8b所示的器件剖面圖；步驟S703，在阱區(qū)803表面對(duì)應(yīng)位置選擇性外延形成淺溝道層804 ；參見附圖8c 所示的器件剖面圖；步驟S704，在淺溝道層及阱區(qū)內(nèi)進(jìn)行氧化和刻蝕得到氧化層區(qū)域和溝道；參見附圖8d所示的器件剖面圖和附圖8e所示的器件表面俯視圖；步驟S705，進(jìn)行柵氧化層的生長和刻蝕，得到縱向雙柵氧化區(qū)域805 ；參見附圖8f 所示的器件表面俯視圖；步驟S706，進(jìn)行多晶硅淀積和刻蝕，得到多晶硅柵區(qū)806;參見附圖8g所示的器件剖面示意圖；步驟S707，在多晶硅柵區(qū)兩側(cè)的淺溝道層區(qū)和下面的阱區(qū)中分別形成源區(qū)和漏區(qū)。本實(shí)施例提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法，其具體實(shí)施例可以參見上述實(shí)施例三和實(shí)施例四所述，在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例所提供的新型金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法，通過選擇性外延技術(shù)形成了淺溝道層，通過對(duì)淺溝道層的摻雜的控制可以實(shí)現(xiàn)精確的控制溝道中的載流子的濃度，解決了其開啟電壓不斷降低的問題；采用縱向雙柵氧區(qū)的結(jié)構(gòu)可以使柵控效率更有效，降低漏電流，提高良品率；此外，本發(fā)明提供的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，在控制其尺寸前提下，無需減小柵氧化區(qū)厚度，解決了柵氧化層擊穿電壓降低的問題。 在解決了上述技術(shù)問題的前提下，通過本發(fā)明實(shí)施例所提供技術(shù)方案可以得到尺寸更小的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于，包括 襯底；阱區(qū)，位于所述襯底內(nèi)；淺溝道層，位于阱區(qū)上，包括第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)；溝道，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)上，并與淺溝道層位于同一層面；柵氧化層，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)之上，并與淺溝道層和溝道位于同一層面，包括分別設(shè)置于溝道兩側(cè)的第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)； 柵區(qū)，位于所述溝道和柵氧化層之上； 源區(qū)，形成于所述第一淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)； 漏區(qū)，形成于所述第二淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述溝道連接所述源區(qū)和漏區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述溝道與淺溝道層由同一外延工藝制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述外延工藝包括外延生長、光刻、刻蝕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述阱區(qū)周圍的襯底表面內(nèi)包括隔離區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述隔離區(qū)為溝槽隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，其特征在于 所述柵氧化層部分位于阱區(qū)內(nèi)。
8.一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管制造方法，其特征在于，包括 提供襯底，并在所述襯底內(nèi)形成阱區(qū)；在所述阱區(qū)上形成位于同一層面的第一、第二淺溝道區(qū)、溝道和柵氧化層，以使所述溝道連接所述第一、第二淺溝道層；在所述溝道和柵氧化層之上形成柵區(qū)； 在所述第一淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成源區(qū)； 在所述第二淺溝道區(qū)及其下面的阱區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在所述阱區(qū)上形成位于同一層面的淺溝道層、溝道和柵氧化層的步驟包括 在阱區(qū)上選擇性外延形成淺溝道層；在淺溝道層中間位置的兩側(cè)氧化形成第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域；第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域之間保留有淺溝道層形成的溝道，溝道的一端為第一淺溝道區(qū)，另一端為第二淺溝道區(qū)；刻蝕去除第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域；在第一氧化區(qū)域和第二氧化區(qū)域形成第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于襯底表面內(nèi)形成阱區(qū)之前，還包括 在襯底表面內(nèi)形成淺溝槽隔離； 所述襯底形成于淺溝槽隔離之間。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管及其制造方法，效應(yīng)管包括襯底；阱區(qū)，位于所述襯底內(nèi)；淺溝道層，位于阱區(qū)上，包括第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)；溝道，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)上，并與淺溝道層位于同一層面；柵氧化層，位于第一淺溝道區(qū)和第二淺溝道區(qū)之間的阱區(qū)之上，并與淺溝道層和溝通位于同一層面，包括分別設(shè)置于溝道兩側(cè)的第一柵氧化區(qū)和第二柵氧化區(qū)；柵區(qū)，位于所述溝道和柵氧化層之上；位于柵區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)。本發(fā)明能夠使金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的柵控效率更有效，并精確控制載流子的濃度，解決柵氧化層擊穿電壓降低的問題，從而得到更小尺寸的金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102479816SQ20101056417
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者王樂 申請(qǐng)人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司