CN106531810A - 一种分立的功率mos场效应管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分立的功率mos场效应管及其制造方法，在功率mos场效应管成型过程中，首先在外延层中形成源区，对成型的源区进行接触孔腐蚀，接触孔区域进行P+注入与原有P+区衔接形成P+区，然后进行金属淀积形成金属层，最终得到金属层与源区的N+和P+接触，工艺过程中减少了原有工艺过程中两次光刻腐蚀分别形成N+和P+的光刻过程，从而将功率MOS制造流程减少一次光刻，从而简化制造流程，降低生产成本，采用刻硅技术缩短了P+到金属层接触的路径，从而减小了寄生P+电阻，进而可抑制寄生NPN管的开启，有利于提高雪崩击穿耐量，采用先形成源区，再对成型的源区进行接触孔腐蚀，避免了由于N+浓度远高于P+浓度导致在接触孔光刻后的P+注入无法形成的麻烦。
Description
技术领域
本发明涉及半导体功率器件，特别是涉及一种分立的功率mos场效应管及其制造方法。
背景技术
传统的分立的功率mos场效应管制造方法通常包含7层光刻终端环光刻、有源区光刻、多晶硅光刻、N+光刻、接触孔光刻、金属光刻和钝化层光刻共7层光刻，而在N+注入时需要使用N+光刻来确定N+注入区域，否则，不该被注入的P+区域会被注入N+，由于通常N+浓度远高于P+浓度，这就会导致在接触孔光刻后的P+注入无法形成，则无法形成P+接触区域，工艺繁琐且不易形成，如图1所示。功率MOS的制造技术复杂度以及成本高低主要取决于光刻层次的多少，光刻层次多，则制造流程复杂，成本较高，反之，则制造流程简化，成本较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分立的功率mos场效应管及其制造方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分立的功率mos场效应管的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1)，首先对衬底外延层外侧进行氧化，再进行终端工艺形成终端；
步骤2)，然后在外延层中形成源区；
步骤3)，通过接触孔光刻选择要形成接触孔的区域，并进行接触孔腐蚀；
步骤4)，接触孔区域进行P+注入与原有P+区衔接形成P+区，然后进行金属淀积形成金属层，最终得到金属层与源区的N+和P+接触。
进一步的，具体的，步骤1)中，对衬底外延层外侧进行氧化后依次进行终端环光刻、终端环注入、终端环推进、场氧化后形成终端。
进一步的，步骤2)中，在需要形成源区的外延层中进行有源区光刻，然后进行有源区腐蚀，然后在待形成源区两侧进行JFET注入和栅氧生长，然后进行多晶硅淀积和多晶硅掺杂，然后对多晶硅淀积后区域进行多晶硅光刻和多晶硅刻蚀，然后依次进行Pbody注入、Pbody推进、N+注入、P+注入、BPSG淀积、BPSG回流最终形成源区。
进一步的，步骤3)中，进行接触孔腐蚀时对其他区域使用光刻胶进行保护，不被腐蚀，在接触孔腐蚀时，先将表面的介质层腐蚀掉，然后通过对硅的腐蚀，将N+区硅腐蚀掉至P+区。
进一步的，步骤4)后将器件的源极引出，金属层在接触孔底部与P+接触，将器件的衬底引出，并且与源极短接在一起。
进一步的，衬底为N型衬底。
一种功率mos场效应管，包括衬底以及衬底上的外延层，外延层上的沟道区内设有源区，外延层上依次设有栅极、层间介质和金属层，源区中的N+和P+均与金属层接触。
进一步的，所述衬底为N型衬底。
进一步的，具体的金属层底部与P+接触，金属层两侧与N+侧壁接触，其中N+底线与P+上线平齐。
进一步的，源区两侧设有JFET注入层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种分立的功率mos场效应管及其制造方法，在功率mos场效应管成型过程中，首先在外延层中形成源区，对成型的源区进行接触孔腐蚀，接触孔区域进行P+注入与原有P+区衔接形成P+区，然后进行金属淀积形成金属层，最终得到金属层与源区的N+和P+接触，工艺过程中减少了原有工艺过程中两次光刻腐蚀分别形成N+和P+的光刻过程，从而将功率MOS制造流程减少一次光刻，从而简化制造流程，降低生产成本，采用刻硅技术缩短了P+到金属层接触的路径，从而减小了寄生P+电阻，进而可抑制寄生NPN管的开启，有利于提高雪崩击穿耐量，采用先形成源区，再对成型的源区进行接触孔腐蚀，避免了由于N+浓度远高于P+浓度导致在接触孔光刻后的P+注入无法形成，则无法形成P+接触区域的麻烦。
附图说明
图1为现有mos场效应管结构示意图。
图2为本发明mos场效应管结构示意图。
图3为本发明mos场效应管进行接触孔腐蚀前结构示意图。
图4为本发明mos场效应管进行接触孔腐蚀后结构示意图。
图5为本发明mos场效应管进行接触孔区域进行P+注入后结构示意图。
其中，1、栅极；2、层间介质；3、金属层；4、外延层；5、JFET注入层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
一种分立的功率mos场效应管的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1)，首先对衬底外延层外侧进行氧化，再进行终端工艺形成终端；
具体的，对衬底外延层外侧进行氧化后依次进行终端环光刻、终端环注入、终端环推进、场氧化后形成终端；
其中衬底为N型衬底；
步骤2)，然后在外延层中形成源区；
在需要形成源区的外延层中进行有源区光刻，然后进行有源区腐蚀，然后在待形成源区两侧进行JFET注入和栅氧生长，然后进行多晶硅淀积和多晶硅掺杂，然后对多晶硅淀积后区域进行多晶硅光刻和多晶硅刻蚀，然后依次进行Pbody注入、Pbody推进、N+注入、P+注入、BPSG淀积、BPSG回流最终形成源区；
步骤3)，通过接触孔光刻选择要形成接触孔的区域，并进行接触孔腐蚀；
并对其他区域使用光刻胶进行保护，不被腐蚀，在接触孔腐蚀时，先将表面的介质层腐蚀掉，然后通过对硅的腐蚀，将N+区硅腐蚀掉至P+区，
步骤4)，接触孔区域进行P+注入与原有P+区衔接形成P+区，然后进行金属淀积形成金属层，最终得到金属层与源区的N+和P+接触。
最终将器件的源极引出，介质层金属在接触孔底部与P+接触，将器件的衬底引出，并且与源极短接在一起，具体形成过程如图3至图5所示。
如图2所示，一种分立的功率mos场效应管，包括N型衬底以及N型衬底上的外延层，外延层上通过Pbody注入推进形成的沟道区，外延层上依次设有多晶硅形成的栅极、BPSG淀积形成的层间介质和金属层，外延层上通过N+注入形成源区，源区中的N+和P+均与金属层接触，金属层底部与P+接触，金属层两侧与N+侧壁接触，源区Pbody两侧设有JFET注入层,其中N+底线与P+上线平齐。
Claims (10)
1.一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1)，首先对衬底外延层外侧进行氧化，再进行终端工艺形成终端；
步骤2)，然后在外延层中形成源区；
步骤3)，通过接触孔光刻选择要形成接触孔的区域，并进行接触孔腐蚀；
步骤4)，接触孔区域进行P+注入与原有P+区衔接形成P+区，然后进行金属淀积形成金属层，最终得到金属层与源区的N+和P+接触。
2.根据权利要求1所述的一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，具体的，步骤1)中，对衬底外延层外侧进行氧化后依次进行终端环光刻、终端环注入、终端环推进、场氧化后形成终端。
3.根据权利要求1所述的一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，步骤2)中，在需要形成源区的外延层中进行有源区光刻，然后进行有源区腐蚀，然后在待形成源区两侧进行JFET注入和栅氧生长，然后进行多晶硅淀积和多晶硅掺杂，然后对多晶硅淀积后区域进行多晶硅光刻和多晶硅刻蚀，然后依次进行Pbody注入、Pbody推进、N+注入、P+注入、BPSG淀积、BPSG回流最终形成源区。
4.根据权利要求1所述的一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，步骤3)中，进行接触孔腐蚀时对其他区域使用光刻胶进行保护，不被腐蚀，在接触孔腐蚀时，先将表面的介质层腐蚀掉，然后通过对硅的腐蚀，将N+区硅腐蚀掉至P+区。
5.根据权利要求1所述的一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，步骤4)后将器件的源极引出，金属层在接触孔底部与P+接触，将器件的衬底引出，并且与源极短接在一起。
6.根据权利要求1所述的一种分立的功率mos场效应管的制造方法，其特征在于，衬底为N型衬底。
7.一种根据权利要求1所述制造方法得到的功率mos场效应管，其特征在于，包括衬底以及衬底上的外延层，外延层上的沟道区内设有源区，外延层上依次设有栅极、层间介质和金属层，源区中的N+和P+均与金属层接触。
8.根据权利要求7所述功率mos场效应管，其特征在于，所述衬底为N型衬底。
9.根据权利要求7所述功率mos场效应管，其特征在于，具体的金属层底部与P+接触，金属层两侧与N+侧壁接触，其中N+底线与P+上线平齐。
10.根据权利要求7所述功率mos场效应管，其特征在于，源区两侧设有JFET注入层。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109585302A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-05 | 厦门中能微电子有限公司 | 一种提高vdmos产品eas能力的工艺方法 |
| CN110047756A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 浙江凌云威智能科技有限公司 | 一种特高压vdmos场效应管的制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102456574A (zh) * | 2010-10-27 | 2012-05-16 | 香港商莫斯飞特半导体有限公司 | 一种自对准金属硅化物的沟槽型半导体器件及制造方法 |
| US20120175699A1 (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | Force Mos Technology Co., Ltd. | Trench mosfet with super pinch-off regions and self-aligned trenched contact |
| CN103311300A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 英飞凌科技奥地利有限公司 | 电荷补偿半导体器件 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102456574A (zh) * | 2010-10-27 | 2012-05-16 | 香港商莫斯飞特半导体有限公司 | 一种自对准金属硅化物的沟槽型半导体器件及制造方法 |
| US20120175699A1 (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | Force Mos Technology Co., Ltd. | Trench mosfet with super pinch-off regions and self-aligned trenched contact |
| CN103311300A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 英飞凌科技奥地利有限公司 | 电荷补偿半导体器件 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109585302A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-05 | 厦门中能微电子有限公司 | 一种提高vdmos产品eas能力的工艺方法 |
| CN110047756A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 浙江凌云威智能科技有限公司 | 一种特高压vdmos场效应管的制造方法 |
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