MOSFET器件的制作方法及MOSFET器件與流程

本發明涉及半導體技術，尤其涉及一種MOSFET器件的制作方法及MOSFET器件。

背景技術：

在MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)器件中，一般通過減小器件的導通電阻來減小功率損耗。

而由于擊穿電壓與導通電阻成反比關系，所以當導通電阻減小時，會對擊穿電壓產生不利的影響。為了解決這一問題，現有技術中引入了超結功率MOSFET，其包括位于超結型功率MOSFET的有源區以下、交替形成的P型區和N型區。超結型功率MOSFET中交替的P型區和N型區在理想狀態下，應該處于電荷平衡狀態，從而P型區和N型區在反向電壓條件下相互耗盡，耐擊穿性較好。

具體地，超結型功率MOSFET通過P型柱和N型柱的緩沖層實現較好的耐擊穿，但是對于N溝道超結型功率MOSFET，目前的P型柱的制作方法中會用到外延工藝，進而會使用到外延設備，而外延設備非常昂貴，這就增加了生產成本。

技術實現要素：

本發明提供一種MOSFET器件的制作方法及MOSFET器件，以解決現有技術中制作P型柱時需采用外延設備導致生產成本增加的問題。

本發明第一個方面提供一種MOSFET器件的制作方法，包括：

在基底表層的N型層中形成深槽；

在所述深槽中形成第一P型多晶硅層；

在所述第一P型多晶硅層上形成中間過渡層；

在所述中間過渡層上形成第二P型多晶硅層，所述第二P型多晶硅層位于所述深槽的頂部。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，在所述在基底表層的N型層中形成深槽之后，且所述在所述深槽中形成第一P型多晶硅層之前，還包括：

在所述深槽的側壁和底部形成氧化層。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，采用熱氧化工藝形成所述氧化層。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，所述氧化層的厚度為500埃至1000埃。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，所述在基底表層的N型層中形成深槽包括：

在所述基底的N型層上形成掩膜層；

以所述掩膜層為掩膜，對所述N型層進行刻蝕，形成所述深槽。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，所述在所述深槽中形成第一P型多晶硅層包括：

在所述深槽中形成第一多晶硅層；

對所述第一多晶硅層進行P型離子注入，形成所述第一P型多晶硅層。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，所述在所述中間過渡層上形成第二P型多晶硅層包括：

在所述中間過渡層上形成第二多晶硅層；

對所述第二多晶硅層進行P型離子注入，形成所述第二P型多晶硅層。

如上所述的MOSFET器件的制作方法，可選地，其特征在于，在所述第一P型多晶硅層上形成中間過渡層包括：

在所述第一P型多晶硅層上形成以下層中的至少一種：本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層。

本發明另一個方面提供一種MOSFET器件，包括：

基底，所述基底包括位于所述基底表層的N型層；

柱體，所述柱體位于所述N型層中，其中，所述柱體包括位于所述柱體底部的第一P型多晶硅層和位于所述柱體頂部的第二P型多晶硅層，所述第 一P型多晶硅層和所述第二P型多晶硅層之間形成有中間過渡層。

如上所述的MOSFET器件，可選地，還包括：

氧化層，位于所述柱體和所述N型層之間。

如上所述的MOSFET器件，可選地，所述氧化層采用熱氧化工藝形成，所述氧化層的厚度為500埃至1000埃。

如上所述的MOSFET器件，可選地，所述中間過渡層包括以下層中的至少一種：本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層。

由上述技術方案可知，本發明提供的MOSFET器件的制作方法及MOSFET器件通過分層沉積形成N型層中的柱體，既無需采用外延設備即可形成P型柱，降低了生產設備，又避免了在深槽中一次性形成柱體再進行離子注入操作造成的離子擴散沿注入方向雜質濃度不均勻，進而避免由于雜質濃度不均勻引起的會造成P型柱、N型柱的緩沖層電荷不平衡，MOSFET器件整體的電特性下降等問題。

附圖說明

圖1為根據本發明一實施例的MOSFET器件的制作方法的流程示意圖；

圖2為根據本發明另一實施例的MOSFET器件的制作方法的流程示意圖；

圖3A-3I為根據本發明再一實施例的MOSFET器件的制作方法中各步驟的機構示意圖。

具體實施方式

實施例一

本實施例提供一種MOSFET器件的制作方法，用于制作MOSFET器件。如圖1所示，為根據本實施例的MOSFET器件的制作方法的流程示意圖。本實施例的MOSFET器件的制作方法包括：

步驟101，在基底表層的N型層中形成深槽。

本實施例的基底可以包括自下而上設置的N型襯底和N型層，該N型層具體可以是N型外延層，也可以是采用離子注入方式形成的N型層，具體不再贅述。

該步驟具體可以包括：

在基底的N型層上形成掩膜層；

以掩膜層為掩膜，對N型層進行刻蝕，形成深槽。

該掩膜層的材料可以是氧化層，采用熱氧化工藝或者沉積工藝形成均可，該掩膜層的厚度與深槽的深度的比例t在預設范圍內，例如0.1≤t≤1/9，具體可以根據實際需要進行設定，在此不再贅述。

步驟102，在深槽中形成第一P型多晶硅層。

具體地，首先在深槽中形成第一多晶硅層，并對第一多晶硅層進行P型離子注入，形成第一P型多晶硅層。

步驟103，在第一P型多晶硅層上形成中間過渡層。

具體地，在第一P型多晶硅層上形成以下層中的至少一種：本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層。

更為具體地，可以在第一P型多晶硅層上單獨形成本征多晶硅層，也可以單獨形成N型多晶硅層，也可以形成第三P型多晶硅層，還可以是本征多晶硅層、N型多晶硅層交替形成，當然，中間過渡層也可以由本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層中的任意兩層交替組合設置而成或者是由三種層的交替設置而成，具體與第一P型多晶硅相鄰的可以是本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層的任意一層，在此不做限定，中間過渡層所包含的本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層的數量也不做限定。具體其中每一層的厚度可以根據實際需要進行設定，在此不再贅述。

可選地，由于形成P型多晶硅的成本較高，中間過渡層可以僅包括本征多晶硅層和N型多晶硅層,以盡量降低生產成本，當然，中間過渡層可以僅包括本征多晶硅層，以進一步節省成本。

步驟104，在中間過渡層上形成第二P型多晶硅層，第二P型多晶硅層位于深槽的頂部。

形成第二P型多晶硅層的方式具體可以是：

在中間過渡層上形成第二多晶硅層；

對第二多晶硅層進行P型離子注入，形成第二P型多晶硅層。

其中，第一P型多晶硅層、中間過渡層和第二P型多晶硅層共同組成了柱體，由于該柱體的底部與頂部均為P型多晶硅層，其作用與P型柱的作用一致。本實施例中，位于第二P型多晶硅下方且與第二P型多晶硅相鄰的膜 層可以是本征多晶硅層或者第三P型多晶硅層，以盡量避免N型多晶硅層對第二P型多晶硅層造成影響。該第二P型多晶硅的頂部可以與N型層的頂部齊平。

后續如何在形成柱體的基底上形成柵極、溝槽以及其它結構等工藝以構成最終的MOSFET器件均屬于現有技術，在此不再贅述。

根據本實施例的MOSFET器件的制作方法，通過分層沉積形成N型層中的柱體，既無需采用外延設備即可形成P型柱，降低了生產設備，又避免了在深槽中一次性形成柱體再進行離子注入操作造成的離子擴散沿注入方向雜質濃度不均勻，進而避免由于雜質濃度不均勻引起的會造成P型柱、N型柱的緩沖層電荷不平衡，MOSFET器件整體的電特性下降等問題。

實施例二

本實施例對上述實施例的MOSFET器件的制作方法做進一步補充說明。如圖2所示，為根據本實施例的MOSFET器件的制作方法的流程示意圖。

步驟201，在基底表層的N型層中形成深槽。

該步驟201具體與步驟101一致，在此不再贅述。

步驟202，在深槽的側壁和底部形成氧化層。

該氧化層的材料具體可以是氧化硅、二氧化硅等，厚度可以是500埃至1000埃，具體均可以根據實際需要進行設定。該氧化層可以采用熱氧化工藝形成，熱氧化工藝形成的氧化層致密性好，質量較佳。該氧化層用于隔離N型層與在深槽中形成的柱體，以避免形成P型多晶硅層時進行離子注入會使離子擴散至N型層，影響N型層的性能，進而造成MOSFET器件的整體性能下降的問題。

步驟203，在深槽中形成第一P型多晶硅層。

該步驟203與步驟102一致，在此不再贅述。

步驟204，在第一P型多晶硅層上形成中間過渡層。

該步驟204與步驟103一致，在此不再贅述。

步驟205，在中間過渡層上形成第二P型多晶硅層，第二P型多晶硅層位于深槽的頂部。

該步驟205與步驟104一致，在此不再贅述。

當本實施例的存在氧化層時，氧化層和柱體的整體可以與P型柱的作用 一致。具體地，柱體可以在氧化層的外側感應出空穴，該分段的柱體在氧化層外側感應出的空穴只要連成一體即可，即相當于氧化層的載流子與N型層反型，起到P型柱的作用。

根據本實施例的MOSFET器件的制作方法，通過在柱體和N型層之間形成氧化層，進而隔離柱體和N型層，以避免離子注入時影響N型層，進而避免影響MOSFET器件的整體性能。

實施例三

本實施例采用具體實例方式對上述實施例的MOSFET器件的制作方法做進一步補充說明。

如圖3A至3I所示，為根據本實施例的MOSFET器件的制作方法中各個步驟的結構圖。

如圖3A所示，在基底301表層的N型層3012上形成原掩膜層302。

基底301還包括位于N型層下面的N型襯底3011。

如圖3B所示，在原掩膜層302上形成光刻膠層(圖中未示出)，并采用曝光顯影等方式形成具有圖案的光刻膠層，然后以該具有圖案的光刻膠層為掩膜，對原掩膜層302進行刻蝕，形成掩膜層303。

如圖3C所示，以掩膜層303為掩膜，對N型層3012進行刻蝕，形成深槽304。

如圖3D所示，在深槽304的側壁和底部形成氧化層305。

具體可以采用熱氧化工藝形成，當然也可以采用沉積方式形成，具體可以根據實際需要選擇。

如圖3E所示，在深槽304中形成第一P型多晶硅層306。

如圖3F所示，在第一P型多晶硅層306上形成本征多晶硅層307。

該本征多晶硅層即未注入離子的多晶硅。

如圖3G所示，在本征多晶硅層307上形成N型多晶硅層308。

具體地，先形成一層多晶硅層，再注入N型離子，進而形成N型多晶硅層308。

如圖3H所示，在N型多晶硅層308上形成本征多晶硅層309，在本征多晶硅層上形成N型多晶硅層310。重復沉積本征多晶硅層和N型多晶硅層的操作，直至達到預設高度。本實施例的多層本征多晶硅層和N型多晶硅層共 同構成了中間過渡層311。圖3H中僅示出部分N型多晶硅層和本征多晶硅層。

如圖3I所示，在中間過渡層311上形成第二P型多晶硅層312。

后續還包括形成源極、漏極、柵極以及其他結構的步驟，均屬于現有技術，本實施例不再贅述。

根據本實施例的MOSFET器件的制作方法，通過分層沉積形成N型層中的柱體，既無需采用外延設備即可形成P型柱，降低了生產設備，又避免了在深槽中一次性形成柱體再進行離子注入操作造成的離子擴散沿注入方向雜質濃度不均勻，進而避免由于雜質濃度不均勻引起的會造成P型柱、N型柱的緩沖層電荷不平衡，MOSFET器件整體的電特性下降等問題。

實施例四

本實施例提供一種MOSFET器件。如圖3I所示，為根據本實施例的MOSFET器件的結構示意圖。該MOSFET器件包括基底301和柱體320。

其中，基底301包括位于基底301表層的N型層3012；柱體302位于N型層3012中，其中，柱體302包括位于柱體302底部的第一P型多晶硅層306和位于柱體320頂部的第二P型多晶硅層312，第一P型多晶硅層306和第二P型多晶硅層312之間形成有中間過渡層311。

可選地，本實施例的MOSFET器件還包括氧化層305，該氧化層305位于柱體302和N型層3012之間。該氧化層305采用熱氧化工藝形成，該氧化層305的厚度為500埃至1000埃。

本實施例的中間過渡層包括以下層中的至少一種：本征多晶硅層、N型多晶硅層、第三P型多晶硅層。

根據本實施例的MOSFET器件，通過分層沉積形成N型層中的柱體，既無需采用外延設備即可形成P型柱，降低了生產設備，又避免了在深槽中一次性形成柱體再進行離子注入操作造成的離子擴散沿注入方向雜質濃度不均勻，進而避免由于雜質濃度不均勻引起的會造成P型柱、N型柱的緩沖層電荷不平衡，MOSFET器件整體的電特性下降等問題。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。