專利名稱：超接面mos縱向p型區(qū)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制作方法，具體涉及一種MOS管的制成方法。
背景技術(shù)：
超接面MOS (Super Junction M0S)是一種新型的高壓MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于該器件在耐高壓工作的同時(shí)可以提供比傳統(tǒng)高壓MOSFET 小一個(gè)數(shù)量級(jí)的導(dǎo)通電阻。超接面MOS的特征結(jié)構(gòu)是在于在N型外延區(qū)引入了很多從外延頂部延伸到沉底區(qū) 的P型區(qū)域，導(dǎo)致MOS管在高壓工作狀態(tài)下除了產(chǎn)生縱向的從漏極到源極的電場外，還有由 于橫向的PN區(qū)出現(xiàn)的橫向電場。在不同方向上電場的共同作用下導(dǎo)致電場在橫向和縱向 上的均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)在低電阻率外延片上制成高耐壓MOS管。超接面MOS的N型外延上的P型區(qū)的形成有多種方法，通常的方法是在外延生長 過程中采用多次擴(kuò)散的方法來實(shí)現(xiàn)，包括如下工藝步驟步驟1，外延生長后，通過光刻膠定義出P區(qū)，然后進(jìn)行P型注入退火；步驟2，再一次外延生長，通過光刻膠定義出P區(qū)，然后進(jìn)行P型注入退火；步驟3，多次重復(fù)上述步驟達(dá)到所需外延厚度，同時(shí)完成縱向P區(qū)的形成。步驟4，柵二氧化硅生長，柵極多晶硅(多晶柵)生長，體注入形成體區(qū)，源注入形 成源區(qū)等形成超接面M0S。超接面MOS作為一種新型高壓器件，憑借其特殊結(jié)構(gòu)帶來的低導(dǎo)通電阻，低功耗 和低開關(guān)時(shí)間的優(yōu)勢，在高壓應(yīng)用領(lǐng)域有很大的競爭優(yōu)勢。但是，如上所述的傳統(tǒng)的多次外 延、光刻、注入的加工方式使工藝復(fù)雜化，限制了產(chǎn)品的加工成本和生產(chǎn)期。為此有人提出改進(jìn)工藝方案，即先利用外延生長足夠厚的N型區(qū)，然后用干刻工 藝一次刻蝕形成深溝槽，最后再用外延生長P型薄膜填充深溝槽，從而形成NP相間的P型 區(qū)。但是該工藝過程對(duì)于P型外延生長工藝形成挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳皟H靠外延生長的方法，很難 填充深溝槽，而是在填充后留有一定較大的的縫隙，可能導(dǎo)致器件漏電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其可 以有效彌補(bǔ)溝槽填充不足的問題，防止器件漏電。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，包 括以下步驟步驟一、在硅襯底上生長N型外延；步驟二、在外延區(qū)上刻蝕形成深溝槽；步驟 三、生長P型外延硅用以填充部分深溝槽，在溝槽內(nèi)部形成P型單晶硅，構(gòu)成超接面MOS的 縱向P型區(qū)域；步驟四、在外延表面生長氧化物，從而完全填充深溝槽。步驟五、去除表面氧 化物，露出外延表面；步驟六、在外延上生長柵二氧化硅，在柵二氧化硅上生長柵極多晶硅， 體注入形成體區(qū)，源注入形成源區(qū)。本發(fā)明的有益效果在于利用外延成長和氧化物混合填充深溝槽工藝方法可以有效改善填充工藝，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明利用氧化物填孔性能好的特 性，用氧化物填充外延之后的剩余溝槽部分，可以有效彌補(bǔ)溝槽填充不足的問題。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟一中外延層生長的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟二中深溝槽刻蝕的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟三中外延填充深溝槽的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟四中氧化物填充深溝槽的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟五中氧化物回刻的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例所述步驟六中生成器件結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例所述方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式超接面MOS結(jié)構(gòu)中P型區(qū)的形成一般是通過多次離子注入和外延生長，此外還有 一種方法是先一次性刻蝕形成深槽，然后填充外延從而形成P型區(qū)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是減 少工藝復(fù)雜程度和加工時(shí)間。但由于溝槽較深，造成外延填充能力不足。本發(fā)明要解決深 溝槽外延填充能力不足問題，本發(fā)明利用外延成長和氧化物混合填充深溝槽工藝來解決上 述的技術(shù)問題。在保證足夠的外延厚度的情況下，先在溝槽中沉積一部分外延，然后用氧化 物填充剩余的部分。如圖1-圖7所示，本發(fā)明通過外延加氧化物工藝的方式來形成超接面MOS的縱向 P區(qū)，采用的主要工藝步驟如下如圖1所示，步驟1.在硅襯底上直接一次性生長N型外延，外延厚度按照器件應(yīng) 用要求來定；如圖2所示，步驟2.在N型外延生長后，通過干刻工藝在外延區(qū)上刻蝕形成深溝 槽；如圖3所示，步驟3.利用外延方法生長P型外延硅用以填充部分深溝槽，在溝槽 內(nèi)部形成P型單晶硅，構(gòu)成超接面MOS的縱向P型區(qū)域；如圖4所示，步驟4.在外延表面生長氧化物，從而完全填充深溝槽。如圖5所示，步驟5.用回刻工藝去除表面氧化物，露出外延表面，保證硅片表面的 平整；如圖6所示，步驟6.在外延上生長柵二氧化硅，在柵二氧化硅上生長柵極多晶硅 (多晶柵)，體注入形成體區(qū)，源注入形成源區(qū)，最終在硅表面和體內(nèi)都形成N型P型相間的 超接面MOS外延結(jié)構(gòu)。更詳細(xì)的來說本發(fā)明實(shí)施例提供了一種通過外延加氧化物工藝來形成超接面 MOS內(nèi)縱向P區(qū)的方法。該方法在于首先，利用深溝槽刻蝕形超接面MOS的P型區(qū)，其包括在硅襯底上直接一次性生 長N型外延，外延厚度按照器件應(yīng)用要求來定；在N型外延生長后，通過干刻工藝在外延區(qū) 上刻蝕形成深溝槽；
然后利用外延填充部分深溝槽，其包括利用外延方法生長P型外延硅用以填充 部分深溝槽，在溝槽內(nèi)部形成P型單晶硅；然后，利用氧化物填充剩余部分深溝槽，其包括在外延表面生長氧化物，從而完 全填充深溝槽。用回刻工藝去除表面氧化物，露出外延表面，保證硅片表面的平整；本發(fā)明 的要點(diǎn)在于在保證足夠的外延厚度的情況下，先在溝槽中沉積一部分外延，然后用氧化物 填充剩余的深溝槽部分，最終形成超接面MOS的P型區(qū)。最后，在外延上生長柵二氧化硅，在柵二氧化硅上生長柵極多晶硅(多晶柵)，體 注入形成體區(qū)，源注入形成源區(qū)，最終在硅表面和體內(nèi)都形成N型P型相間的超接面MOS外 延結(jié)構(gòu)。本發(fā)明并不限于上文討論的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述旨在于為了描 述和說明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上的具體實(shí)施方式
用來揭示本發(fā)明的最佳實(shí)施方法，以使得本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實(shí)施方式以及多種替代方式來達(dá)到本發(fā)明的 目的。
權(quán)利要求
1.一種超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、在硅襯底上生長N型外延；步驟二、在外延區(qū)上刻蝕形成深溝槽；步驟三、生長P型外延硅用以填充部分深溝槽，在溝槽內(nèi)部形成P型單晶硅，構(gòu)成超接 面MOS的縱向P型區(qū)域；步驟四、在外延表面生長氧化物，從而完全填充深溝槽；步驟五、去除表面氧化物，露出外延表面；步驟六、在外延上生長柵二氧化硅，在柵二氧化硅上生長柵極多晶硅，體注入形成體 區(qū)，源注入形成源區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其特征在于，所述步驟一中 采用外延方法生長N型外延硅。
3.如權(quán)利要求1所述的超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其特征在于，所述步驟二中 使用干刻工藝刻蝕形成深溝槽。
4.如權(quán)利要求1所述的超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其特征在于，所述步驟三中 利用外延方法生長P型外延硅用以填充部分深溝槽。
5.如權(quán)利要求1所述的超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，其特征在于，所述步驟五中 使用回刻工藝去除表面氧化物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超接面MOS縱向P型區(qū)的制作方法，包括以下步驟步驟一、在硅襯底上生長N型外延；步驟二、在外延區(qū)上刻蝕形成深溝槽；步驟三、生長P型外延硅用以填充部分深溝槽，在溝槽內(nèi)部形成P型單晶硅，構(gòu)成超接面MOS的縱向P型區(qū)域；步驟四、在外延表面生長氧化物，從而完全填充深溝槽；步驟五、去除表面氧化物，露出外延表面；步驟六、在外延上生長柵二氧化硅，在柵二氧化硅上生長柵極多晶硅，體注入形成體區(qū)，源注入形成源區(qū)。本發(fā)明利用外延成長和氧化物混合填充深溝槽工藝方法可以有效改善填充工藝，可以有效彌補(bǔ)溝槽填充不足的問題。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102054701SQ200910201729
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者劉遠(yuǎn)良, 王飛 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司