一種新型溝槽mosfet單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉一種新型溝槽MOSFET單元。
【背景技術(shù)】
[0002]普通溝槽MOSFET的溝槽工藝是在溝槽刻蝕之后就直接生長(zhǎng)一層犧牲氧化層，減少柵氧的缺陷。
[0003]普通的溝槽MOSFET溝槽工藝方法如圖1A和圖1B所示:
[0004]一、在保護(hù)環(huán)工藝后先淀積一層介質(zhì)氧化層做阻擋層；
[0005]二、再在氧化層上涂膠，利用溝槽掩膜版曝光顯影；
[0006]三、待打開(kāi)刻蝕區(qū)后利用氧化硅和硅的刻蝕率不同做異向刻蝕；
[0007]四、待溝槽刻蝕完成后，去掉表面的涂膠和阻擋層；
[0008]五、通過(guò)氧化工藝生產(chǎn)一層氧化層(犧牲氧化)，再酸洗消除溝槽缺陷；
[0009]六、氧化形成柵氧。
[0010]溝槽MOSFET的源-漏導(dǎo)通電阻由以下五部分組成，如圖2A和圖2B所示:
[0011]Rs:源極電阻；
[0012]Rch:源-漏通道電阻；
[0013]Rac:通道channel與外延接觸面聚集電荷產(chǎn)生的電阻；
[0014]Rep1:外延層的電阻；是導(dǎo)通電阻的組成的最大部分；
[0015]Rsub:基底硅片的電阻；
[0016]可總結(jié)為:RDS(ON) =Rs+Rch+Rac+Repi+Rsub
[0017]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0018]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型溝槽MOSFET單元。
[0019]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種新型溝槽MOSFET單元，包括MOSFET襯底及其上形成的外延層，形成在該外延層內(nèi)的溝槽及被溝槽分割的輕摻雜區(qū)，在溝槽的內(nèi)表面形成有第一介質(zhì)層，在溝槽內(nèi)的第一介質(zhì)層上形成有導(dǎo)電的填充層，在輕摻雜區(qū)內(nèi)形成有重?fù)诫s區(qū)，該溝槽MOSFET還包括外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層和漏極金屬層、離子摻雜區(qū)。
[0020]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)中的離子根據(jù)外延層設(shè)置。
[0021]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)設(shè)置在刻蝕完成的溝槽上。
[0022]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。
[0023]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)中的離子比例根據(jù)目標(biāo)導(dǎo)通電阻設(shè)置。
[0024]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，在所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。
[0025]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案在MOSFET單元內(nèi)設(shè)置MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，MOSFET驅(qū)動(dòng)電路它包括輸出電路、輸入電路、第一光稱(chēng)和驅(qū)動(dòng)電路；輸入電路與第一光稱(chēng)連接，第一光耦與驅(qū)動(dòng)電路連接；輸入電路由第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，第三電阻和第四電阻串聯(lián)后與第五電阻并聯(lián)，第三電阻的另一端與信號(hào)輸入端連接，第四電阻的另一端與控制地連接；第一光耦的第二引腳與第三電阻和第四電阻的串聯(lián)點(diǎn)相連接，第一光耦的第三引腳、第三引腳、第四引腳均分別接控制地。
[0026]采用上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)在溝槽刻蝕之后生長(zhǎng)犧牲氧化層之前通過(guò)補(bǔ)充注入與外延同型離子，包括N+外延補(bǔ)注砷或者磷/P-外延補(bǔ)注硼或者硼氟化合物，以增加外延層的離子濃度，降低外延層的電阻，即降低漏極-源極之間的電阻達(dá)到降低導(dǎo)通電阻的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1A、圖1B分別為現(xiàn)有技術(shù)的溝槽MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2A、圖2B分別為現(xiàn)有技術(shù)的溝槽MOSFET的源-漏導(dǎo)通電阻構(gòu)成示意圖；
[0029]圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0030]圖4為本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。本說(shuō)明書(shū)及其附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書(shū)所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0032]需要說(shuō)明的是，當(dāng)某一元件固定于另一個(gè)元件，包括將該元件直接固定于該另一個(gè)元件,或者將該元件通過(guò)至少一個(gè)居中的其它元件固定于該另一個(gè)元件。當(dāng)一個(gè)元件連接另一個(gè)元件，包括將該元件直接連接到該另一個(gè)元件，或者將該元件通過(guò)至少一個(gè)居中的其它元件連接到該另一個(gè)元件。
[0033]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括離子摻雜區(qū)。例如，如圖3所示，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括阻擋層101、溝槽102、外延103、基底104、漏極105、源極106以及N+外延103A，其中，N+外延103A具有離子摻雜區(qū)；例如，其中的離子摻雜區(qū)包括砷或者磷，例如包括砷離子或者磷離子；又如，如圖4所示，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括阻擋層101、溝槽102、外延103、基底104、漏極105、源極106以及P-外延103B，其中，P-外延103B具有離子摻雜區(qū)；例如，其中的離子摻雜區(qū)包括硼或者硼氟化合物。
[0034]優(yōu)選的，所述離子摻雜區(qū)中的離子根據(jù)外延層設(shè)置。例如，在溝槽刻蝕完畢之后，植入與外延同型離子，例如，N+外延補(bǔ)注砷，或者磷；又如P-外延補(bǔ)注硼或者硼氟化合物。優(yōu)選的，所述離子摻雜區(qū)設(shè)置在刻蝕完成的溝槽上。優(yōu)選的，所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。優(yōu)選的，所述離子摻雜區(qū)中的離子比例根據(jù)目標(biāo)導(dǎo)通電阻設(shè)置。由于RDS (ON)=Rs+Rch +Rac+Repi+Rsub,這樣,通過(guò)增加溝槽底部外延層的離子濃度,進(jìn)而降低外延層的電阻(Itepi)，即降低漏極-源極之間的電阻，從而達(dá)到降低導(dǎo)通電阻的效果。
[0035]又如，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其包括以下步驟:溝槽刻蝕完成后，植入離子；或者稱(chēng)為注入離子。優(yōu)選的，根據(jù)外延層設(shè)置所述離子摻雜區(qū)中的離子。優(yōu)選的，植入離子類(lèi)型與外延相同。優(yōu)選的，在所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。優(yōu)選的，根據(jù)目標(biāo)導(dǎo)通電阻設(shè)置所述離子摻雜區(qū)中的離子比例。
[0036]這樣。通過(guò)在溝槽刻蝕完畢之后，植入與外延同型離子，N+外延補(bǔ)注砷或者磷，P-外延補(bǔ)注硼或者硼氟化合物，來(lái)增加溝槽底部外延層的離子濃度，進(jìn)而降低外延層的電阻(Repi)，即降低漏極-源極之間的電阻達(dá)到降低導(dǎo)通電阻的效果。
[0037]例如，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其包括以下步驟:一、在保護(hù)環(huán)工藝后先淀積一層介質(zhì)氧化層做阻擋層；二、再在氧化層上涂膠，利用溝槽掩膜版曝光顯影；三、待打開(kāi)刻蝕區(qū)后利用氧化硅和硅的刻蝕率不同做異向刻蝕；四、待溝槽刻蝕完成后，植入與外延同型離子；優(yōu)選的，刻蝕相互連通的溝槽，又如，至少部分溝槽相互平行。優(yōu)選的，在植入與外延同型離子之前，還額外進(jìn)行若干微刻蝕；五、去掉表面的涂膠和阻擋層；六、通過(guò)氧化工藝生產(chǎn)一層氧化層(犧牲氧化)，再酸洗消除溝槽缺陷；七、氧化形成柵氧。
[0038]一種新型溝槽MOSFET單元，包括MOSFET襯底及其上形成的外延層，形成在該外延層內(nèi)的溝槽及被溝槽分割的輕摻雜區(qū)，在溝槽的內(nèi)表面形成有第一介質(zhì)層，在溝槽內(nèi)的第一介質(zhì)層上形成有導(dǎo)電的填充層，在輕摻雜區(qū)內(nèi)形成有重?fù)诫s區(qū)，該溝槽MOSFET還包括外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層和漏極金屬層、離子摻雜區(qū)。
[0039]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)中的離子根據(jù)外延層設(shè)置。
[0040]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)設(shè)置在刻蝕完成的溝槽上。
[0041]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。
[0042]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，所述離子摻雜區(qū)中的離子比例根據(jù)目標(biāo)導(dǎo)通電阻設(shè)置。
[0043]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案，在所述離子摻雜區(qū)上設(shè)置氧化層。
[0044]所述溝槽MOSFET單元，優(yōu)選方案在MOSFET單元內(nèi)設(shè)置MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，MOSFET驅(qū)動(dòng)電路它包括輸出電路、輸入電路、第一光稱(chēng)和驅(qū)動(dòng)電路；輸入電路與第一光稱(chēng)連接，第一光耦與驅(qū)動(dòng)電路連接；輸入電路由第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，第三電阻和第四電阻串聯(lián)后與第五電阻并聯(lián)，第三電阻的另一端與信號(hào)輸入端連接，第四電阻的另一端與控制地連接；第一光耦的第二引腳與第三電阻和第四電阻的串聯(lián)點(diǎn)相連接，第一光耦的第三引腳、第三引腳、第四引腳均分別接控制地。
[0045]采用上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)在溝槽刻蝕之后生長(zhǎng)犧牲氧化層之前通過(guò)補(bǔ)充注入與外延同型離子，包括N+外延補(bǔ)注砷或者磷/P-外延補(bǔ)注硼或者硼氟化合物，以增加外延層的離子濃度，降低外延層的電阻，即降低漏極-源極之間的電阻達(dá)到降低導(dǎo)通電阻的效果。
[0046]需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有技術(shù)一般都會(huì)選擇外延拉偏來(lái)驗(yàn)證適合EPI，時(shí)間和成本較高；而本實(shí)用新型各實(shí)施例在現(xiàn)有的EPI條件下，通過(guò)溝槽加注同型離子，可以達(dá)到微調(diào)導(dǎo)通電阻的效果，可以通過(guò)調(diào)節(jié)微調(diào)外延濃度減小導(dǎo)通電阻，節(jié)約時(shí)間和成本；另外，工藝也無(wú)難度，比較容易實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)不說(shuō)想不到，一說(shuō)就很有好處，并且容易實(shí)現(xiàn)，成本較低。優(yōu)選的，所述微刻蝕，包括在溝槽底部或者壁部刻蝕微型溝槽。
[0047]這樣，增加溝槽離子植入，且植入離子類(lèi)型與外延相同，還通過(guò)調(diào)節(jié)微調(diào)外延濃度減小導(dǎo)通電阻，源-漏極擊穿電壓BVDSS會(huì)稍微減??；并且，僅在溝槽刻蝕后增加一步離子植入，操作簡(jiǎn)單。
[0048]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其中，所述植入離子，包括以下步驟:在外延層注入離子。采用實(shí)用新型及其各實(shí)施例，可以通過(guò)注入不同能量劑量的N型或P型離子改變外延的單一特性，在表面形成一層重?fù)诫s低電阻的外延，優(yōu)化了器件的電性能，還可以在