專利名稱：一種功率mos場效應管的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種功率MOS場效應管的制作方法。
背景技術：
功率MOS場效應管使用已有多年歷史，其設計和制造方法一直在持續的改進。MOS 英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor即金屬_氧化物_半導體，確切的說，這個名字描 述了集成電路中功率MOS場效應管的結構，S卩在一定結構的半導體器件上，加上二氧化硅 和金屬。從結構上說，MOS管可以分為增強型(E型)和耗盡型(D型)，功率MOS場效應管 效應管一般有3個電極源(source)極、漏(drain)極和柵(gate)極，功率MOS場效應管 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 場效應管靜態功耗幾乎為O，所有的功耗都集中在開關轉換的過程中，因此相對BJT而言， 功率MOS場效應管的功耗更低。因此，在現代工業設計中，功率MOS場效應管主要用于數字 邏輯電路中實現開關邏輯(0、l邏輯)。從性能上，功率MOS場效應管主要是朝著低導通電 阻(Rdson)、高耐壓、高頻率的方向發展。 終端保護結構是功率MOS場效應管設計的一個非常重要的環節。功率MOS場效應 管，工作時需要承受較高的反向電壓，位于器件中間有源區的各并聯單胞陣列間的表面電 位大致相同，而位于有源區邊緣(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 增加終端保護結構，減小終端電場密度，起到提高功率MOS場效應管耐壓的作用， 一般采用 的終端保護結構為場板。 圖1是現有技術功率MOS場效應管的結構示意圖，圖中只給出了功率MOS場效應 管左側的結構示意圖，功率MOS場效應管的制作步驟如下在功率MOS場效應管的襯底10 上生長第一氧化層12，并對第一氧化層12進行刻蝕，以便進行有源區的制備；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 晶硅柵極的外側進行離子注入，形成兩個有源區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。現有技術中，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11過渡到第一氧化層12時會在過渡區55 形成夾角，從而使電場集中處成為擊穿點，更為糟糕的是當擊穿發生在夾角時，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 相當困難甚至不可實現。
發明內容
為了解決現有技術中存在的功率MOS場效應管內多晶硅存在夾角導致電場增大的問題，本發明提供一種無多晶硅夾角的功率MOS場效應管的制作方法。 為了實現上述目的，本發明提出一種功率MOS場效應管的制作方法，所述方法包
括以下步驟在所述功率M0S場效應管的襯底內刻蝕形成淺溝槽；在所述淺溝槽內淀積第
一氧化層，并對所述第一氧化層進行刻蝕和研磨，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
述多晶硅柵極外側的襯底表面進行離子注入，形成第一有源區和第二有源區；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，所述研磨為化學機械研磨。 本發明一種功率MOS場效應管的制作方法的有益技術效果為本發明提供的功率 M0S場效應管，將第一氧化層設計于功率M0S場效應管的襯底內，從而消除了現有技術中的 場板內多晶硅所形成的夾角，降低了功率MOS場效應管表面的電場強度，從而提高了功率 MOS場效應管的擊穿電壓。
圖1為現有技術中功率MOS場效應管的結構示意圖；
圖2為本發明一種功率MOS場效應管的制作方法的流程圖； 圖3為本發明一種功率MOS場效應管的制作方法的功率MOS場效應管的結構示意 圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明。 由于在現有技術中的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管表面的電場強度，使得MOS管易被擊穿，為了解決這樣一
個問題，本發明提出一種功率M0S場效應管的制作方法，請參考圖2，圖2為本發明一種功率
MOS場效應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場效應管的襯底內刻蝕形成淺溝槽，所述刻蝕方法為各
向異性刻蝕，刻蝕溶液可以選擇氫氟酸，目的是形成垂直側壁的淺溝槽，通常側壁與襯底表
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 :在所述淺溝槽內淀積第一氧化層，并對所述第一氧化層進行刻蝕和研
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，研磨為化學機械研
磨，在經過刻蝕和研磨之后，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，避免了后續淀積多晶硅層的夾角的出現，使電場不在柵氧化層附件集中，對柵氧化
層起到保護作用； 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的襯底表面進行離子注入，形成第一有源區和第二有源區； 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，場板的制作也為現有普通工藝，目的是 為了保護功率M0S場效應管。 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為本發明一種功率M0S場效應管的制作方法的功率M0S場 效應管的結構示意圖，從圖上可以看到，第一氧化層12完全位于襯底10內，兩個有源區11 位于靠近第一氧化層12兩側的襯底10內，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。這種設計將第一氧化層12設計 于功率MOS場效應管的襯底10內，從而消除了現有技術中的場板內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。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所述技 術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因 此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
一種功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在所述功率MOS場效應管的襯底內刻蝕形成淺溝槽；在所述淺溝槽內淀積第一氧化層，并對所述第一氧化層進行刻蝕和研磨，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的襯底表面進行離子注入，形成第一有源區和第二有源區；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. 根據權利要求1所述的功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述第一氧化層 為氧化硅層。
3. 根據權利要求1所述的功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述第二氧化層 為氧化硅層。
4. 根據權利要求1所述的功率MOS場效應管的制作方法，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. 根據權利要求4所述的功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述第三氧化層 為氧化硅層。
6. 根據權利要求1所述的功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述研磨為化學 機械研磨。
全文摘要
本發明提供一種功率MOS場效應管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在功率MOS場效應管的襯底內刻蝕形成淺溝槽；在淺溝槽內淀積第一氧化層；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的襯底表面進行離子注入，形成第一有源區和第二有源區；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。本發明消除了功率MOS場效應管內的多晶硅在生長過程中所形成的夾角，從而減小了功率MOS場效應管表面的電場強度，提高了功率MOS場效應管的擊穿電壓。
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 優先權日2010年1月12日
發明者吳小利, 許丹 申請人:上海宏力半導體制造有限公司