本發(fā)明涉半導(dǎo)體器件及其制造方法，尤其涉及一種VDMOS器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件(VDMOS，vertical double-diffused Metal Oxide Semiconductor)由于具有高輸入阻抗、低驅(qū)動(dòng)功率、以及優(yōu)越的頻率特性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛地被應(yīng)用于開關(guān)電源，汽車電子，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，高頻振蕩器等多個(gè)領(lǐng)域。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的VDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖(相同紋理的圖案代表同一層)，該VDMOS器件包括：基底100、柵氧化層200、多晶硅層300、氮化硅層400、介質(zhì)層500，接觸孔600，其中，接觸孔600是通過光刻刻蝕形成的。

但是由于在刻蝕接觸孔600時(shí)存在光刻套準(zhǔn)偏差，可能會(huì)造成接觸孔600的偏移，即接觸孔600與多晶硅300連通，從而導(dǎo)致在接觸孔600中生成金屬層(圖中未示出)后，金屬層與多晶硅層300之間的短路，影響器件的良率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種VDMOS器件的制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中接觸孔偏移造成的后續(xù)工藝中金屬層和多晶硅層的短路，導(dǎo)致器件產(chǎn)出良率降低的技術(shù)問題。

本發(fā)明一方面提供一種VDMOS器件的制作方法，包括在基底上表面由下至上依次形成柵氧化層、多晶硅層、第一保護(hù)層；刻蝕所述多晶硅層和所述第一保護(hù)層，形成第一凹槽；在所述第一凹槽下方的基底內(nèi)形成第一離子注入層；在所述第一離子注入層內(nèi)形成第二離子注入層；在所述第一保護(hù)層 表面、所述第一凹槽的側(cè)面和所述第一凹槽的底面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層包括第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽內(nèi)部；刻蝕所述第二凹槽的底面直至將所述第二離子注入層刻穿，形成接觸孔和間隔層，所述間隔層位于所述第一保護(hù)層和所述多晶硅層朝向所述接觸孔的側(cè)壁上，所述多晶硅層與所述接觸孔之間的間隔為所述間隔層。

本發(fā)明另一方面提供一種VDMOS器件，該器件包括：基底；在所述基底上表面由下至上依次形成的柵氧化層、多晶硅層、第一保護(hù)層；接觸孔，形成在所述柵氧化層、所述多晶硅層和所述第一保護(hù)層中且所述接觸孔的底部位于所述基底內(nèi)；間隔層，形成于所述第一保護(hù)層和所述多晶硅層朝向所述接觸孔的側(cè)壁上，所述多晶硅層與所述接觸孔之間的間隔為所述間隔層；第一離子注入層，形成于所述基底內(nèi)，且位于所述接觸孔的下方，所述第一離子注入層的寬度大于所述接觸孔的寬度；第二離子注入層，形成于所述基底內(nèi)，且位于所述間隔層的正下方，所述第二離子注入層的寬度等于所述間隔層的寬度；其中，所述接觸孔在所述基底內(nèi)的深度不大于所述第一離子注入層的深度，且大于所述第二離子注入層的深度。

本發(fā)明提供的VDMOS器件及其制作方法，對(duì)多晶硅層和第一保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，由此初步定義了接觸孔形成的區(qū)域，并進(jìn)一步在第一凹槽內(nèi)形成了第二凹槽，因此無需進(jìn)行光刻對(duì)準(zhǔn)即可對(duì)第二凹槽的底面進(jìn)行刻蝕形成接觸孔，即利用自對(duì)準(zhǔn)的方式形成了接觸孔，因此不會(huì)造成接觸孔的偏移，即避免了接觸孔與多晶硅層的連通，提升了器件的產(chǎn)出良率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的VDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明VDMOS器件的制作方法的流程圖；

圖3A-3G為制作VDMOS器件的各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種VDMOS器件的制作方法。圖2為本實(shí)施例VDMOS器件的制作方法的流程圖，如圖2所示，該VDMOS器件制作方法可以包括：

步驟201，在基底上表面由下至上依次形成柵氧化層、多晶硅層、第一保護(hù)層。

具體的，首先在基底上表面利用化學(xué)氣相沉積形成柵氧化層，生長溫度為900℃-1100℃，當(dāng)然也可以通過對(duì)基底進(jìn)行氧化，形成柵氧化層，氧化時(shí)間可以隨著具體形成柵氧化層的厚度進(jìn)行更改。進(jìn)一步的，在柵氧化層上化學(xué)氣相沉積多晶硅層，生長溫度為500℃-700℃，通過對(duì)多晶硅層表面進(jìn)行氧化，形成第一保護(hù)層，可替換的，可以在多晶硅層表面化學(xué)氣相沉積第一保護(hù)層。其中第一保護(hù)層可以為二氧化硅，也可以為氮化硅，還可以為其他材料層，具體可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)施例中不再贅述。

步驟202，刻蝕多晶硅層和第一保護(hù)層，形成第一凹槽。

其中，可以采用光刻工藝對(duì)多晶硅層和第一保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，直至露出柵氧化層。由于干法刻蝕的各向異性，可選的，采用干法進(jìn)行刻蝕。需要說明的是，在對(duì)多晶硅層和第一保護(hù)層進(jìn)行刻蝕的同時(shí)，也可以刻蝕一部分柵氧化層。

步驟203，在第一凹槽下方的基底內(nèi)形成第一離子注入層。

這一步驟主要是在基底內(nèi)形成體區(qū)，因此在第一凹槽下方的基底內(nèi)形成第一離子注入層，具體的。第一離子注入層的形成方式是首先在基底內(nèi)注入第一導(dǎo)電類型的離子，進(jìn)一步的對(duì)注入的第一導(dǎo)電類型的離子在高溫爐管中對(duì)進(jìn)行驅(qū)入加熱，驅(qū)入溫度為900℃-1200℃，驅(qū)入時(shí)間為1小時(shí)-3小時(shí)，經(jīng)過加熱擴(kuò)散，由此形成第一離子注入層。需要說明的是，具體的驅(qū)入溫度和驅(qū)入時(shí)間可以根據(jù)器件的不同進(jìn)行合理調(diào)整及組合。此外，第一導(dǎo)電類型可以為P型也可以為N型，本實(shí)施例以第一導(dǎo)電類型的離子為P型進(jìn)行說明，其中，第一導(dǎo)電類型的離子可以為硼離子，注入劑量為1.0E13～1.0E15個(gè)/cm²，注入能量為0KEV～120KEV。

步驟204，在第一離子注入層內(nèi)形成第二離子注入層。

這一步驟是為了在體區(qū)內(nèi)形成源區(qū)，因此在第一離子注入層內(nèi)通過離子注入形成第二離子注入層，其中第二離子注入層的導(dǎo)電類型與第一離子注入層的導(dǎo)電類型相反。其中，第二離子注入層的離子類型可以為磷離子，注入劑量為1.0E15個(gè)/cm²～1.0E16個(gè)/cm²，注入能量為100KEV～150KEV。

步驟205，在第一保護(hù)層表面、第一凹槽的側(cè)面和第一凹槽的底面形成 第二保護(hù)層，其中，第二保護(hù)層包括第二凹槽，第二凹槽位于第一凹槽內(nèi)部。

具體的，通過化學(xué)氣相沉積的方式在第一保護(hù)層表面、第一凹槽的側(cè)面和第一凹槽的底面形成第一保護(hù)層，因此形成的第二保護(hù)層會(huì)隨著下方第一保護(hù)層的形狀而改變，即第二保護(hù)層也會(huì)帶有第二凹槽，并且該第二凹槽位于第一凹槽的內(nèi)部。

步驟206，刻蝕所述第二凹槽的底面直至將所述第二離子注入層刻穿，形成接觸孔和間隔層，間隔層位于第一保護(hù)層和多晶硅層朝向接觸孔的側(cè)壁上，多晶硅層與接觸孔之間的間隔為間隔層。

具體的，為了不刻蝕第二凹槽的側(cè)面，因此采用干法刻蝕第二凹槽。間隔層即第二保護(hù)層經(jīng)過刻蝕工藝之后剩余的膜層。

由以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供的VDMOS器件的制作方法，首先對(duì)多晶硅層和第一保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，由此初步定義了接觸孔形成的區(qū)域，并進(jìn)一步在第一凹槽內(nèi)形成了第二凹槽，因此無需進(jìn)行光刻對(duì)準(zhǔn)即可對(duì)第二凹槽的底面進(jìn)行刻蝕形成接觸孔，即利用自對(duì)準(zhǔn)的方式形成了接觸孔，因此不會(huì)造成接觸孔的偏移，即避免了接觸孔與多晶硅層的連通，提升了器件的產(chǎn)出良率。

實(shí)施例二

為了更好的說明實(shí)施例一，本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上對(duì)上述實(shí)施例增加附圖加以解釋說明。如圖3A至3G示，圖3A-3G為制作VDMOS器件的各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3A所示，在基底1上表面由下至上依次形成柵氧化層2、多晶硅層3、第一保護(hù)層4。具體的，基底1包括襯底和外延層，多晶硅層3的厚度為0.2微米-1.0微米。其中，第一保護(hù)層4的厚度大于柵氧化層2的厚度。

如圖3B所示，刻蝕多晶硅層3和第一保護(hù)層4，形成第一凹槽5。

其中，第一保護(hù)層4是為了將多晶硅層3保護(hù)起來，防止多晶硅層3與金屬連接造成短路，第一保護(hù)層4可以為二氧化硅或氮化硅中的任意一種，當(dāng)然還可以是其他材料層，具體可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定?？涛g多晶硅層3和第一保護(hù)層4的刻蝕氣體中包括氟離子，例如，若第一保護(hù)層4為二氧化硅，可以采用四氟化碳?xì)怏w或者六氟化二碳等，若第一保護(hù)層4為氮化硅，可以采用三氟甲烷或二氟甲烷等，當(dāng)然刻蝕氣體也可以為不包括氟離子的氣體， 可以根據(jù)需要刻蝕的材料進(jìn)行更改。

如圖3C所示，在第一凹槽5下方的基底1內(nèi)形成第一離子注入層6，其中第一離子注入層6的導(dǎo)電類型與基底1的導(dǎo)電類型相反。第一離子注入層6的工藝可以與實(shí)施例一中的第一離子注入層的工藝相同，在此不再贅述。

如圖3D所示，在第一離子注入層6內(nèi)形成第二離子注入層7。第二離子注入層7的導(dǎo)電類型與第一離子注入層6的導(dǎo)電類型相反。第二離子注入層7的形成方式可以與實(shí)施例一中的第二離子注入層的工藝相同，在此不再贅述。

如圖3E所示，在第一保護(hù)層4表面、第一凹槽5的側(cè)面和第一凹槽5的底面形成第二保護(hù)層8，第二保護(hù)層8包括第二凹槽81，第二凹槽81位于第一凹槽5內(nèi)部，第一凹槽5請(qǐng)參見圖3D。第二保護(hù)層8為二氧化硅或氮化硅中的任意一種，并且第一保護(hù)層4與第二保護(hù)層8的材料可以相同也可以不同。

如圖3E和3F所示，刻蝕第二凹槽81的底面直至將第二離子注入層8刻穿，形成接觸孔9。其中，在刻蝕第二凹槽81底面的同時(shí)也會(huì)將第一保護(hù)層4表面的第二保護(hù)層8刻蝕掉，在為了將第二離子注入層8刻穿，至少第一保護(hù)層4的厚度應(yīng)大于柵氧化層2的厚度，此時(shí)才會(huì)保證在將第二離子注入層8刻穿的時(shí)候不會(huì)將第一保護(hù)層4刻蝕光，否則，第一保護(hù)層4被刻蝕光會(huì)導(dǎo)致多晶硅層3與其他層結(jié)構(gòu)短路。具體的，第一保護(hù)層4的厚度為0.1微米-0.5微米，柵氧化層2的厚度為0.01微米-0.2微米?？涛g第二凹槽81的刻蝕氣體中也包括氟離子，具體包括氟離子的氣體已經(jīng)在前面舉例過，在此不再贅述。此外，在后續(xù)的工藝中，由于要在接觸孔9中形成金屬層，為了防止第二保護(hù)層8過薄而導(dǎo)致多晶硅層3與金屬層之間短路，第二保護(hù)層8的厚度應(yīng)大于或者等于0.2微米。在此需要對(duì)圖3F中的附圖標(biāo)記進(jìn)行說明的是，在對(duì)第二凹槽81的底面進(jìn)行刻蝕后，在第一保護(hù)層4和多晶硅層3朝向接觸孔9的側(cè)壁保留了部分第二保護(hù)層，在這里，將刻蝕后保留的這部分第二保護(hù)層命名為間隔層，在圖3F中標(biāo)記為810。該間隔層810位于第一保護(hù)層4和多晶硅層3朝向接觸孔9的側(cè)壁上，多晶硅層3與接觸孔4之間的間隔為間隔層810。

為了便于理解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，本實(shí)施例中對(duì)在形成接觸孔9之后的 步驟做進(jìn)一步的描述，如圖3G所示，在接觸孔9下方的基底1內(nèi)形成第三離子注入層10。其中，第三離子注入層10的離子類型與第一離子注入層6的離子類型相同，例如，第三離子注入層10的注入離子可以為硼離子，注入劑量為1.0E14～1.0E16個(gè)/cm²，能量為80KEV～120KEV。

進(jìn)一步的，在接觸孔9中制作正面金屬層(圖中未示出)，采用濺射的方式生長正面金屬層(圖中未示出)，其中，正面金屬層可以為鋁、硅、銅的合金，厚度為1微米-5微米。同時(shí)制作背面金屬層，背面金屬為鈦、鎳、銀的復(fù)合層，然后通過涂膠、曝光、顯影，做出需要刻蝕掉正面金屬層的區(qū)域，并刻蝕正面金屬層。

由以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供的VDMOS器件的制作方法，首先對(duì)多晶硅層3和第一保護(hù)層4進(jìn)行刻蝕，由此初步定義了接觸孔9形成的區(qū)域，并進(jìn)一步在第一凹槽5內(nèi)形成了第二凹槽81，因此無需進(jìn)行光刻對(duì)準(zhǔn)即可對(duì)第二凹槽81的底面進(jìn)行刻蝕形成接觸孔9，即利用自對(duì)準(zhǔn)的方式形成了接觸孔9，因此不會(huì)造成接觸孔9的偏移，即避免了接觸孔9與多晶硅層3的連通，提升了器件的產(chǎn)出良率。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種VDMOS器件，該VDMOS器件可以按照上述實(shí)施例中的VDMOS器件的制作方法進(jìn)行制造。其中，如圖3G所示，該VDMOS器件包括：基底1，以及在基底1上表面由下至上依次形成的柵氧化層2、多晶硅層3、第一保護(hù)層4、接觸孔9、間隔層810、第一離子注入層6、第二離子注入層7。

其中，接觸孔9形成在柵氧化層2、多晶硅層3和第一保護(hù)層4中，且接觸孔9的底部位于基底1內(nèi)。接觸孔9貫穿柵氧化層2、多晶硅層3以及第一保護(hù)層4。具體的，首先在基底1上表面利用化學(xué)氣相沉積形成柵氧化層2，生長溫度為900℃-1100℃，當(dāng)然也可以通過對(duì)基底1進(jìn)行氧化，形成柵氧化層2，氧化時(shí)間可以隨著具體形成柵氧化層2的厚度進(jìn)行更改。進(jìn)一步的，在柵氧化層2上化學(xué)氣相沉積多晶硅層3，生長溫度為500℃-700℃，通過對(duì)多晶硅層3表面進(jìn)行氧化，形成第一保護(hù)層4，可替換的，可以在多晶硅層3表面化學(xué)氣相沉積第一保護(hù)層4。其中第一保護(hù)層4為二氧化硅，也可以為氮化硅。

間隔層810形成于第一保護(hù)層4和多晶硅層3朝向接觸孔9的側(cè)壁上，即多晶硅層3與接觸孔9之間的間隔為間隔層810。其中，第二保護(hù)層810為二氧化硅或氮化硅中的任意一種，第二保護(hù)層810的寬度為大于或者等于0.2微米，第二保護(hù)層810的寬度不能過小，否則在后段工藝中容易造成多晶硅層3與金屬層之間的短路，影響器件性能。在這里第二保護(hù)層810的寬度是指在第一保護(hù)層4和多晶硅層3朝向接觸孔9的側(cè)壁上形成的第二保護(hù)層8在水平方向上的長度，這個(gè)寬度也就是在實(shí)施例一和實(shí)施例二中第二保護(hù)層8的厚度，二者只是表述不同。此外，間隔層810是如何形成的可以參照方法的實(shí)施例，在此不再贅述。

第一離子注入層6形成于基底1內(nèi)，且位于接觸孔9的下方，第一離子注入層6的寬度大于接觸孔9的寬度。具體的，第一離子注入層6的形成方式是首先在基底1內(nèi)注入第一導(dǎo)電類型的離子，進(jìn)一步的對(duì)注入的第一導(dǎo)電類型的離子在高溫爐管中對(duì)進(jìn)行驅(qū)入加熱，驅(qū)入溫度為900℃-1200℃，驅(qū)入時(shí)間為1小時(shí)-3小時(shí)，經(jīng)過加熱擴(kuò)散，由此形成第一離子注入層6，并且由于熱擴(kuò)散導(dǎo)致了第一離子注入層6的寬度大于接觸孔9的寬度。在這里，具體的驅(qū)入溫度和驅(qū)入時(shí)間可以根據(jù)器件的不同進(jìn)行合理調(diào)整及組合。此外，第一導(dǎo)電類型可以為P型也可以為N型，本實(shí)施例以第一導(dǎo)電類型的離子為P型進(jìn)行說明，其中，第一導(dǎo)電類型的離子可以為硼離子，注入劑量為1.0E13個(gè)/cm²～1.0E15個(gè)/cm²，注入能量為0KEV～120KEV。

第二離子注入層7，形成于基底1內(nèi)，且位于間隔層810的正下方，第二離子注入層7的寬度等于第二保護(hù)層810的寬度，其中，接觸孔9在基底1內(nèi)的深度不大于第一離子注入層7的深度，且大于第二離子注入層7的深度。

第三離子注入層9，形成于基底1內(nèi)且位于接觸孔9的正下方，第三離子注入層9的寬度等于接觸孔9的寬度。其中，第三離子注入層10的離子類型與第一離子注入層6的離子類型相同，例如，第三離子注入層10的注入離子可以為硼離子，注入劑量為1.0E14～1.0E16個(gè)/cm²，能量為80KEV～120KEV。

由以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供的VDMOS器件，無需進(jìn)行光刻對(duì)準(zhǔn)即可形成接觸孔9，即利用自對(duì)準(zhǔn)的方式形成了接觸孔9，因此不會(huì)造成 接觸孔9的偏移，即避免了接觸孔9與多晶硅層的連通，提升了器件的產(chǎn)出良率。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中由于存在光刻套準(zhǔn)的偏差，因此為了預(yù)留出偏差量，接觸孔兩側(cè)的多晶硅層的距離不會(huì)太近，因此影響了器件的元胞尺寸，而本實(shí)施例提供的VDMOS器件由于采用了自對(duì)準(zhǔn)的方式形成接觸孔9，無需預(yù)留偏差量，因此器件的尺寸更小。

需要說明的是，本實(shí)施例提供的VDMOS器件可以采用實(shí)施例一和實(shí)施例二中提供的VDMOS的制作方法進(jìn)行制作，但是本實(shí)施例提供的VDMOS器件仍然可以采用其他方法進(jìn)行制作，任何與本實(shí)施例提供的VDMOS器件的結(jié)構(gòu)相同的器件都應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求請(qǐng)求保護(hù)的器件結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。