本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法和一種無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管。

背景技術(shù)：

在制造超結(jié)型常規(guī)溝槽型VDMOS(Vertical-Doublediffused-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor，垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))時(shí)，目前的一種做法是，如圖1至圖7所示，包括以下步驟：制作深溝槽(如圖1所示)；生長(zhǎng)柵氧化層以及多晶硅(如圖2所示)；刻蝕多晶硅(如圖3所示)；制作體區(qū)(如圖4所示)；制作源區(qū)(如圖5所示)；生長(zhǎng)介質(zhì)層和制作接觸孔(如圖6所示)；制作金屬層(如圖7所示)。

但是，在對(duì)接觸孔進(jìn)行光刻時(shí)，光刻會(huì)存在對(duì)準(zhǔn)偏差，接觸孔可能左偏或者右偏，如果接觸孔偏到深溝槽處，就會(huì)造成柵源短路，所以，接觸孔的邊緣距離溝槽的距離不能太近。另外，還需要在接觸孔中填充金屬，且，接觸孔中的金屬的填充效果，跟接觸孔的尺寸有關(guān)，接觸孔越小，金屬的填充越困難，所以接觸孔本身的開口尺寸不能太小。上述兩者因素(接觸孔邊緣距離溝槽不能太近，接觸孔本身的開口尺寸不能太小)決定了兩個(gè)相鄰深溝槽之間的距離不能太近，這就限制了場(chǎng)效應(yīng)管的集成度。

因此，如何使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種新的技術(shù)方案，可以使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬 的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度。

有鑒于此，本發(fā)明的一方面提出了一種無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，包括：在襯底上生長(zhǎng)外延層，在所述外延層上生長(zhǎng)第一氧化層；在所述第一氧化層和所述外延層上刻蝕多個(gè)深溝槽；在多個(gè)深溝槽中的每個(gè)所述深溝槽中生長(zhǎng)第二氧化層；在所述第一氧化層和所述第二氧化層上生長(zhǎng)氮化硅層；在所述第一氧化層和所述第二氧化層的氮化硅層上生長(zhǎng)多晶硅層；刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的氮化硅層上的部分多晶硅層，以使所述第二氧化層上的氮化硅層上的剩余多晶硅層的上表面低于所述第一氧化層上的氮化硅層的上表面；在所述剩余多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層；刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層，其中，所述多晶硅層包括所述第一氧化層上的氮化硅層上的全部多晶硅層、所述第二氧化層上的氮化硅層上的部分多晶硅層和所述剩余多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕掉第一氧化層上的氮化硅層和第一氧化層之后，由于多晶硅層上還有第三氧化層保護(hù)，因此，在后續(xù)的第三氧化層上生長(zhǎng)金屬層時(shí)，第三氧化層起到了絕緣介質(zhì)層的作用，這就省去了在深溝槽之間做接觸孔的光刻，這樣就避免了接觸孔在進(jìn)行光刻時(shí)由于接觸孔的左偏或右偏到深溝槽處導(dǎo)致柵源短路，同時(shí)，由于在深溝槽之間不做接觸孔，就不存在很難在接觸孔內(nèi)填充金屬的問題，由此，就使得使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度，另外，由于氮化硅層在高溫下很難被氧化，因而，通過在第一氧化層和第二氧化層上生長(zhǎng)氮化硅層，可以避免深溝槽中多晶硅的外側(cè)生長(zhǎng)過厚的氧化層(即第二氧化層)而使得相鄰深溝槽間距離過太近，從而避免了后期無法離子注入而無法形成源極或柵極接觸區(qū)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層上的氮化硅層的上表面與所述剩余多晶硅層的上表面的高度差的取值范圍為：0.5微米至1.5微米。

在該技術(shù)方案中，通過使第一氧化層上的氮化硅層的上表面高于剩余 多晶硅層的上表面，便于在剩余多晶硅層的上表面生長(zhǎng)第三氧化層，以起到將柵極與源極進(jìn)行隔離的作用，而該高度差的取值范圍為：0.5微米至1.5微米。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第三氧化層的上表面高于所述第一氧化層的上表面。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕掉第一氧化層上的氮化硅層和第一氧化層之后，由于第三氧化層的上表面高于第一氧化層的上表面，后續(xù)在第三氧化層上生長(zhǎng)金屬層時(shí)，第三氧化層將源極與柵極進(jìn)行隔離，使金屬層只可以連接到柵極或源極，確保不會(huì)導(dǎo)致柵極和源極短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層和所述第二氧化層上的氮化硅層的厚度的取值范圍均為：0.01微米至0.10微米。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在所述多晶硅層上生長(zhǎng)所述第三氧化層后，進(jìn)行離子注入，以形成源極或柵極接觸區(qū)；以及在刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層之后，在所述源極或柵極接觸區(qū)的表面制備金屬層。

在該技術(shù)方案中，在多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層，并形成源極或柵極接觸區(qū)，最后再在源極或柵極接觸區(qū)的表面制備金屬層，即可完成VDMOS(垂直雙擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的制作。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述襯底為P型襯底或N型襯底。

在該技術(shù)方案中，所述襯底可以為P型襯底或N型襯底，以分別形成P溝道VDMOS和N溝道VDMOS。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述外延層為P型外延層或N型外延層。

在該技術(shù)方案中，為了制作P溝道超結(jié)VDMOS，外延層為P型外延層，同樣地，為了制作N溝道超結(jié)VDMOS，外延層為N型外延層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述溝槽采用干法刻蝕或濕法刻蝕形成。

在該技術(shù)方案中，所述刻蝕方法(包括氧化物刻蝕和溝槽刻蝕)可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中，干法刻蝕包括光輝發(fā)、氣相腐蝕、等離 子體腐蝕等，且干法刻蝕易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、處理過程未引入污染、清潔度高；濕法刻蝕是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)，是利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分進(jìn)而達(dá)到刻蝕的目的，且濕法刻蝕的重復(fù)性好、成本低、使用的設(shè)備簡(jiǎn)單。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用濕法刻蝕去除所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層。

在該技術(shù)方案中，采用濕法刻蝕去除所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層，可以達(dá)到在不增加刻蝕成本的基礎(chǔ)上，快速簡(jiǎn)潔地去掉第一氧化層的目的。

本發(fā)明的另一方面提出了一種無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管，所述無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管由如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法制作而成。

通過以上技術(shù)方案，可以使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度，另外，由于氮化硅層在高溫下很難被氧化，因而，通過在第一氧化層和第二氧化層上生長(zhǎng)氮化硅層，可以避免深溝槽中多晶硅的外側(cè)生長(zhǎng)過厚的氧化層(即第二氧化層)而使得相鄰深溝槽間距離過太近，從而避免了后期無法離子注入而無法形成源極或柵極接觸區(qū)。

附圖說明

圖1至圖7示出了相關(guān)技術(shù)中N型VDMOS在制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法的流程示意圖；

圖9至圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管在制造過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了可以更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附 圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法的流程示意圖。

如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，包括：

步驟802，在襯底上生長(zhǎng)外延層，在所述外延層上生長(zhǎng)第一氧化層；

步驟804，在所述第一氧化層和所述外延層上刻蝕多個(gè)深溝槽；

步驟806，在多個(gè)深溝槽中的每個(gè)所述深溝槽中生長(zhǎng)第二氧化層；

步驟808，在所述第一氧化層和所述第二氧化層上生長(zhǎng)氮化硅層；

步驟810，在所述第一氧化層和所述第二氧化層的氮化硅層上生長(zhǎng)多晶硅層；

步驟812，刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的氮化硅層上的部分多晶硅層，以使所述第二氧化層上的氮化硅層上的剩余多晶硅層的上表面低于所述第一氧化層上的氮化硅層的上表面；

步驟814，在所述剩余多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層；

步驟816，刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層，其中，所述多晶硅層包括所述第一氧化層上的氮化硅層上的全部多晶硅層、所述第二氧化層上的氮化硅層上的部分多晶硅層和所述剩余多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕掉第一氧化層上的氮化硅層和第一氧化層之后，由于多晶硅層上還有第三氧化層保護(hù)，因此，在后續(xù)的第三氧化層上生長(zhǎng)金屬層時(shí)，第三氧化層起到了絕緣介質(zhì)層的作用，這就省去了在深溝槽之間做接觸孔的光刻，這樣就避免了接觸孔在進(jìn)行光刻時(shí)由于接觸孔的左偏或右偏到深溝槽處導(dǎo)致柵源短路，同時(shí)，由于在深溝槽之間不做接觸 孔，就不存在很難在接觸孔內(nèi)填充金屬的問題，由此，就使得使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度，另外，由于氮化硅層在高溫下很難被氧化，因而，通過在第一氧化層和第二氧化層上生長(zhǎng)氮化硅層，可以避免深溝槽中多晶硅的外側(cè)生長(zhǎng)過厚的氧化層(即第二氧化層)而使得相鄰深溝槽間距離過太近，從而避免了后期無法離子注入而無法形成源極或柵極接觸區(qū)。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層上的氮化硅層的上表面與所述剩余多晶硅層的上表面的高度差的取值范圍為：0.5微米至1.5微米。

在該技術(shù)方案中，通過使第一氧化層上的氮化硅層的上表面高于剩余多晶硅層的上表面，便于在剩余多晶硅層的上表面生長(zhǎng)第三氧化層，以起到將柵極與源極進(jìn)行隔離的作用，而該高度差的取值范圍為：0.5微米至1.5微米。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第三氧化層的上表面高于所述第一氧化層的上表面。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕掉第一氧化層上的氮化硅層和第一氧化層之后，由于第三氧化層的上表面高于第一氧化層的上表面，后續(xù)在第三氧化層上生長(zhǎng)金屬層時(shí)，第三氧化層將源極與柵極進(jìn)行隔離，使金屬層只可以連接到柵極或源極，確保不會(huì)導(dǎo)致柵極和源極短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層和所述第二氧化層上的氮化硅層的厚度的取值范圍均為：0.01微米至0.10微米。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在所述多晶硅層上生長(zhǎng)所述第三氧化層后，進(jìn)行離子注入，以形成源極或柵極接觸區(qū)；以及在刻蝕掉所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層之后，在所述源極或柵極接觸區(qū)的表面制備金屬層。

在該技術(shù)方案中，在多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層，并形成源極或柵極接觸區(qū)，最后再在源極或柵極接觸區(qū)的表面制備金屬層，即可完成VDMOS(垂直雙擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的制作。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述襯底為P型襯底或N型襯底。

在該技術(shù)方案中，所述襯底可以為P型襯底或N型襯底，以分別形成P溝道VDMOS和N溝道VDMOS。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述外延層為P型外延層或N型外延層。

在該技術(shù)方案中，為了制作P溝道超結(jié)VDMOS，外延層為P型外延層，同樣地，為了制作N溝道超結(jié)VDMOS，外延層為N型外延層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述溝槽采用干法刻蝕或濕法刻蝕形成。

在該技術(shù)方案中，所述刻蝕方法(包括氧化物刻蝕和溝槽刻蝕)可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中，干法刻蝕包括光輝發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等，且干法刻蝕易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、處理過程未引入污染、清潔度高；濕法刻蝕是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)，是利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分進(jìn)而達(dá)到刻蝕的目的，且濕法刻蝕的重復(fù)性好、成本低、使用的設(shè)備簡(jiǎn)單。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用濕法刻蝕去除所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層。

在該技術(shù)方案中，采用濕法刻蝕去除所述第一氧化層上的氮化硅層和所述第一氧化層，可以達(dá)到在不增加刻蝕成本的基礎(chǔ)上，快速簡(jiǎn)潔地去掉第一氧化層的目的。

本發(fā)明的另一方面提出了一種無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管，所述無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管由如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的無接觸孔的場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法制作而成。

下面以制作NMOS為例，結(jié)合圖9至圖19詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，包括以下步驟：

步驟一：在N型襯底902上形成N型外延層904，在N型外延層904上生長(zhǎng)第一氧化層906，其中，第一氧化層906的生長(zhǎng)溫度約900℃～1100℃，第一氧化層906的厚度為0.02um～0.20um，其結(jié)果如圖9所示。

步驟二：如圖10所示，光刻、刻蝕出深溝槽1002，其結(jié)果如圖10所示。

步驟三：生長(zhǎng)第二氧化層1102，其中，第二氧化層1102的生長(zhǎng)溫度約900～1100℃，第二氧化層1102的厚度為0.01～0.05um，其結(jié)果如圖11所示。

步驟四：生長(zhǎng)氮化硅層1202，其中，氮化硅層1202的生長(zhǎng)溫度約600～900℃，氮化硅層1202的厚度為0.01～0.10um，其結(jié)果如圖12所示。

步驟五：生長(zhǎng)多晶硅層1302，其中，多晶硅層1302的生長(zhǎng)溫度約500～700℃，多晶硅層1302的厚度為0.2～0.8um，其結(jié)果如圖13所示。

步驟六：多晶硅層1302的回刻，多晶硅層1302回刻時(shí)，多晶硅層1302最終的上表面低于氮化硅層1202的上表面0.5～1.5um，其結(jié)果如圖14所示。

步驟七：多晶硅層1202的氧化。在爐管中進(jìn)行多晶硅層1202的氧化。第三氧化層1502的生長(zhǎng)溫度約900～1100℃，第三氧化層1502的厚度為0.5～2.0um，其結(jié)果如圖15所示。

步驟八：P型體區(qū)1602的注入以及驅(qū)入。注入的離子為硼離子。劑量為1.0E13～1.0E14個(gè)/cm2。能量為80KEV～120KEV，驅(qū)入溫度約為1100～1200℃.時(shí)間約為50～200min，其結(jié)果如圖16所示。

步驟九：N型源區(qū)1702的注入以及驅(qū)入。注入磷離子，劑量為1.0E15～1.0E16個(gè)/cm2。能量100KEV～150KEV，其結(jié)果如圖17所示。

步驟十：氮化硅層1202以及氮化硅層1202下方的第一氧化層906的剝除。用熱的濃磷酸剝除氮化硅層1202，然后用氫氟酸剝除氮化硅層1202下方的第一氧化層906。從這個(gè)地方可以看出本發(fā)明與相關(guān)技術(shù)中的做法的最大區(qū)別：氮化硅層1202以及其下方的第一氧化層906剝除以后，N型源區(qū)以及P型體區(qū)曝露出來了，而這個(gè)時(shí)候，多晶硅層1302上表面還是有厚的第三氧化層1502覆蓋。所以當(dāng)生長(zhǎng)金屬層時(shí)，金屬層既可以連接到N型源區(qū)以及P型體區(qū)，又確保了金屬層不會(huì)將柵源短路，其結(jié)果如圖18所示。

步驟十一：制作正面的金屬層1902(鋁/硅/銅合金)，并光刻、刻蝕，其結(jié)果如圖19所示。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以使場(chǎng)效應(yīng)管的集成度避免受到接觸孔與深溝槽之間的距離和在接觸孔中填充的金屬的影響，從而保證場(chǎng)效應(yīng)管具有較高的集成度。

在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。