CN105206528A - 平面vdmos器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面VDMOS器件的制造方法，包括：在外延层的表面上生成栅氧层；在栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口；通过体区注入窗口对外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区；在体区注入窗口中栅氧层的表面上生成光刻胶层，对栅氧层表面上和多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口；通过源区注入窗口对外延层进行第二离子的注入和驱入，形成源区，从而避免在多晶硅层引入大量可动电荷，从而减少了平面VDMOS器件的多晶硅层中可动电荷的数量，降低了栅漏电容，并且减小对平面VDMOS器件的阈值电压的影响。

Description

平面VDMOS器件的制造方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，尤其涉及一种平面VDMOS器件的制造方法。

背景技术

目前，在平面纵向双扩散MOS场效应晶体管(Vertical-Double-DiffusedMOSFET，VDMOS)的结构中，栅漏电容是衡量器件性能的一个关键参数，该电容过大，会导致平面VDMOS器件的动态特性变差。而栅漏电容，主要为多晶硅层与外延层之间的寄生电容。

现有技术中，降低栅漏电容的方法主要有两种，一种是增加栅氧层的厚度，从而降低栅漏电容，如图1所示；另一种方法是局部增加栅氧层的厚度，如图2所示。上述两种方法都可以在一定程度上降低栅漏电容，然而上述两种方法中栅漏电容的降低效果不大，且栅氧层厚度的增加，导致平面VDMOS器件的阈值电压受到影响。

发明内容

本发明提供一种平面VDMOS器件的制造方法，用于解决现有技术中栅漏电容的降低效果不大，且平面VDMOS器件的阈值电压受到影响的问题。

本发明的第一个方面是提供一种平面VDMOS器件的制造方法，包括：

在外延层的表面上生成栅氧层；

在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对所述光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口；

通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区；

在所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口；

通过所述源区注入窗口对所述外延层进行第二离子的注入和驱入，形成源区；

通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第三离子的注入，形成深体区；

在所述多晶硅层的表面上依次生成介质层和金属层，并对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。

结合第一个方面，在第一个方面的第一种实施方式中，所述在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对所述光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口，包括：

在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层；

对所述光刻胶层进行光刻，对所述多晶硅层进行干法刻蚀，形成所述体区注入窗口。

结合第一个方面和第一种实施方式，在第一个方面的第二种实施方式中，所述在所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口，包括：

去掉所述多晶硅层表面上的光刻胶层；

在所述多晶硅层的表面上和所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成所述源区注入窗口。

结合第一个方面，在第一个方面的第三种实施方式中，所述通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第三离子的注入，形成深体区之前，所述方法还包括：

去掉所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层。

结合第一个方面，在第一个方面的第四种实施方式中，所述在所述多晶硅层的表面上依次生成介质层和金属层，并对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件，包括：

在所述多晶硅层的表面上生成介质层，对所述介质层进行光刻和刻蚀，形成接触孔；

在所述介质层的表面上生成金属层，对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。

结合第一个方面的第四种实施方式，在第一个方面的第五种实施方式中，所述介质层的材料为氧化硅。

本发明中，在通过体区注入窗口对外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区之前，在多晶硅层的表面上生成光刻胶层，以避免进行第一离子的注入和驱入过程中在多晶硅层引入可动电荷，形成体区之后，进行第二离子的注入和驱入之前，在体区注入窗口中栅氧层的表面上生成光刻胶层，以避免进行第二离子的注入和驱入过程中在多晶硅层引入大量可动电荷，从而减少了平面VDMOS器件的多晶硅层中可动电荷的数量，降低了栅漏电容，提高平面VDMOS器件的动态特性，并且减小对平面VDMOS器件的阈值电压的影响。

附图说明

图1为现有技术中整体增加栅氧层厚度后平面VDMOS器件的结构示意图；

图2为现有技术中局部增加栅氧层厚度后平面VDMOS器件的结构示意图；

图3为本发明提供的平面VDMOS器件的制造方法一个实施例的流程图；

图4为在外延层的表面上生成栅氧层时平面VDMOS器件的结构示意图；

图5为形成体区注入窗口时平面VDMOS器件的结构示意图；

图6为形成体区时平面VDMOS器件的结构示意图；

图7为形成源区注入窗口时平面VDMOS器件的结构示意图；

图8为形成源区时平面VDMOS器件的结构示意图；

图9为形成深体区时平面VDMOS器件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明提供的平面VDMOS器件的制造方法一个实施例的流程图，如图3所示，包括：

301、在外延层的表面上生成栅氧层。

本发明提供的平面VDMOS器件的制造方法的执行主体具体可以为用于制造平面VDMOS器件的设备。其中，在外延层的表面上生成栅氧层时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图4所示，包括：衬底1(N-Sub)、外延层2(N-Epi)和栅氧层3，外延层2位于衬底1之上。

302、在栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口。

其中，步骤302具体可以包括：在栅氧层3的表面上依次生成多晶硅层4和光刻胶层5；对光刻胶层5进行光刻，对多晶硅层4进行干法刻蚀，形成体区注入窗口6。形成体区注入窗口6时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图5所示。

303、通过体区注入窗口对外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区。

其中，形成体区7时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图6所示。可选的，第一离子可以为硼离子。

304、在体区注入窗口中栅氧层的表面上生成光刻胶层，对栅氧层表面上和多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口。

其中，步骤304具体可以包括：去掉多晶硅层表面上的光刻胶层5；在多晶硅层4的表面上和体区注入窗口6中栅氧层3的表面上生成光刻胶层5，对栅氧层3表面上和多晶硅层4表面上的光刻胶层5进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口8。形成源区注入窗口8时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图7所示。

305、通过源区注入窗口对外延层进行第二离子的注入和驱入，形成源区。

形成源区9时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图8所示。如图8所示，在通过源区注入窗口8对外延层2进行第二离子的注入和驱入的过程中，在表面上没有覆盖光刻胶的多晶硅部分引入了少量可动电荷，使得该多晶硅部分形成低阻导电层，该多晶硅部分与外延层2之间的寄生电容远远小于现有的平面VDMOS器件中多晶硅层4与外延层2之间的寄生电容。而且多晶硅层4还有一部分多晶硅的表面上没有覆盖光刻胶，因此在进行第二离子的注入和驱入的过程中，该部分多晶硅中没有引入可动电荷，该部分多晶硅的性质仍旧接近绝缘体，使得该部分多晶硅与外延层2之间没有形成寄生电容。因此，综合考虑多晶硅层4各个部分与外延层2之间的寄生电容，本发明中平面VDMOS器件的栅漏电容远远小于现有的平面VDMOS器件的栅漏电容，因此本发明中平面VDMOS器件的动态特性较好。

306、通过体区注入窗口对外延层进行第三离子的注入，形成深体区。

其中，步骤306之前，所述平面VDMOS器件的制作方法还可以包括：去掉栅氧层3表面上和多晶硅层4表面上的光刻胶层5。去掉光刻胶层5的方法具体可以为：对光刻胶层5进行多次灰化。形成深体区10时平面VDMOS器件的结构示意图可以如图9所示。

307、在多晶硅层的表面上依次生成介质层和金属层，并对金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。

具体地，步骤307具体可以为：在多晶硅层4的表面上生成介质层11，对介质层11进行光刻和刻蚀，形成接触孔；在介质层11的表面上生成金属层12，对金属层12进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。可选的，介质层的材料具体可以为氧化硅。

本实施例中，在通过体区注入窗口对外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区之前，在多晶硅层的表面上生成光刻胶层，以避免进行第一离子的注入和驱入过程中在多晶硅层引入可动电荷，形成体区之后，进行第二离子的注入和驱入之前，在体区注入窗口中栅氧层的表面上生成光刻胶层，以避免进行第二离子的注入和驱入过程中在多晶硅层引入大量可动电荷，从而减少了平面VDMOS器件的多晶硅层中可动电荷的数量，降低了栅漏电容，提高了平面VDMOS器件的动态特性，并且减小了对平面VDMOS器件的阈值电压的影响。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种平面VDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括：

在外延层的表面上生成栅氧层；

在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对所述光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口；

通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第一离子的注入和驱入，形成体区；

在所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口；

通过所述源区注入窗口对所述外延层进行第二离子的注入和驱入，形成源区；

通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第三离子的注入，形成深体区；

在所述多晶硅层的表面上依次生成介质层和金属层，并对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层，对所述光刻胶层和多晶硅层进行光刻和刻蚀，形成体区注入窗口，包括：

在所述栅氧层的表面上依次生成多晶硅层和光刻胶层；

对所述光刻胶层进行光刻，对所述多晶硅层进行干法刻蚀，形成所述体区注入窗口。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成源区注入窗口，包括：

去掉所述多晶硅层表面上的光刻胶层；

在所述多晶硅层的表面上和所述体区注入窗口中所述栅氧层的表面上生成光刻胶层，对所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层进行光刻和刻蚀，形成所述源区注入窗口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述体区注入窗口对所述外延层进行第三离子的注入，形成深体区之前，所述方法还包括：

去掉所述栅氧层表面上和所述多晶硅层表面上的光刻胶层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述多晶硅层的表面上依次生成介质层和金属层，并对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件，包括：

在所述多晶硅层的表面上生成介质层，对所述介质层进行光刻和刻蚀，形成接触孔；

在所述介质层的表面上生成金属层，对所述金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极引线和源极引线，得到平面VDMOS器件。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅。