溝渠式mos整流器及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭示一種溝渠式MOS整流元件結(jié)構(gòu)，包含：一平面MOS整流結(jié)構(gòu)形成于主動(dòng)區(qū)的平臺(tái)上，平臺(tái)相鄰的一邊則有主動(dòng)區(qū)溝渠。主動(dòng)區(qū)溝渠形成于重?fù)诫s的n+半導(dǎo)體基板上的n-磊晶層內(nèi)。主動(dòng)區(qū)溝渠內(nèi)具有溝渠柵極氧化層形成于溝渠底部及側(cè)壁及p型摻雜的多晶硅層形成于其上。一頂部金屬層則形成于主動(dòng)區(qū)上，連接平面MOS結(jié)構(gòu)的柵極、源極及主動(dòng)區(qū)溝渠的多晶硅層。本發(fā)明也揭示其制造方法。本發(fā)明揭示的溝渠式MOS元件結(jié)構(gòu)及其制造方法，利用溝渠式結(jié)構(gòu)，而使得順向偏壓VF更低，反向漏電更小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】溝渠式MOS整流器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于半導(dǎo)體元件，特別是指一種新的溝槽型MOS整流二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蕭特基二極管是一種重要的功率元件，廣范應(yīng)用于電源供應(yīng)器的開(kāi)關(guān)、馬達(dá)控制、電信開(kāi)關(guān)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、電子自動(dòng)化等等及許多高速電力開(kāi)關(guān)應(yīng)用。蕭特基二極管的所以具有吸引力之處在于具有不錯(cuò)的性能，例如在逆偏壓下，具有還算合理漏電流(蕭特基二極管漏電流比一般的PN型二極管高)、低順向偏壓以及逆向回復(fù)時(shí)間tRR短、逆向偏壓時(shí)則至少可以阻擋達(dá)250伏特的高壓。不過(guò)，蕭特基二極管漏電流比一般的PN型二極管高，且漏電流也非穩(wěn)定值而是隨逆向偏壓的增加而增加這是因?yàn)殓R像電荷位能障礙降低(imagecharge potential barrier lowering)。另外一主要缺點(diǎn)是，金屬-半導(dǎo)體接觸在溫度升高下，它的可靠度也會(huì)降低，而使得蕭特基二極管其承受順向及逆向突波的能力下降。
[0003]新一代的MOS整流二極管可以克服這些問(wèn)題。如圖1所示，一頂層金屬層20連接金氧半柵極(金屬或多晶硅層15及柵極氧化層10)及源極5，重η+摻雜源極5是形成于P型井內(nèi)。而在金氧半柵極下方在順向偏壓時(shí)，電流并不是由左至右(因左否兩邊源極等電位)，而是向下由通道30向下流向η+基板。逆偏壓時(shí)，通道被P型井所形成的空乏區(qū)夾止。MOS保證順向偏壓性能類(lèi)似蕭特基二極管的性能，而逆向偏壓的表現(xiàn)則是大幅改善，因?yàn)椋鼪](méi)有前述鏡像電荷位能障礙降低，而使得漏電流成為常數(shù)不隨逆向偏壓值增加而增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明揭露一種溝渠式MOS整流元件的制造方法，包含以下步驟:首先，提供一η+半導(dǎo)體基板上有一 η-磊晶層形成于其上，接著，形成一絕緣層于所述η-磊晶層上再以光阻圖案定義絕緣層為主動(dòng)區(qū)及主動(dòng)區(qū)溝渠。
[0005]隨后，以熱氧化工藝形成一第一氧化層于所有溝渠底、側(cè)壁及平臺(tái)上，以作為溝渠柵極氧化層；再沉積一導(dǎo)電性雜質(zhì)摻雜的多晶硅層以填補(bǔ)所述多個(gè)溝渠；緊接著，施以非等向蝕刻的回蝕刻工藝，以所述多個(gè)平臺(tái)上的所述第一氧化層為蝕刻終止層。
[0006]之后，再形成一 CVD氧化層于所有裸露的表面，再以光阻圖案定義主動(dòng)區(qū)，施以非等向蝕刻將清除主動(dòng)區(qū)氧化層。緊接著，再以熱氧化工藝形成一平面柵極氧化層于主動(dòng)區(qū)的表面上；隨之，沉積一第二導(dǎo)電性雜質(zhì)摻雜的多晶娃層于所有裸露的表面上；再形成一光阻圖案于主動(dòng)區(qū)上，光阻圖案定義源極區(qū)及MOS平面柵極，所述源極及所述MOS平面柵極區(qū)預(yù)地區(qū)位于所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠之間的所述η-磊晶層的平臺(tái)內(nèi)。
[0007]再施以蝕刻技術(shù)移除未被所述光阻圖案掩膜的第二導(dǎo)電性雜質(zhì)摻雜的多晶硅層以形成MOS平面柵極及裸露源極預(yù)定區(qū)。然后，施以離子布植布植P型導(dǎo)電性雜質(zhì)于所述多個(gè)源極區(qū)預(yù)定區(qū)及未被掩膜的溝渠多晶硅層上，以所述光阻圖案為掩膜。移除光阻圖案掩膜在施以RTA退火工藝以活化所述多個(gè)摻雜離子。之后，再移除未被平面柵極掩膜的所述柵極氧化層以裸露源極區(qū)及溝渠多晶硅層。再施以自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化層技術(shù)，以形成金屬硅化層于裸露的所有多晶硅層及平臺(tái)上。形成頂部金屬層于所有裸露的表面上；再以光阻圖案及蝕刻技術(shù)定義金屬墊，以作為所述溝渠式MOS的陽(yáng)極。最后，施以半導(dǎo)體基板背面研磨至一預(yù)定厚度后，形成一金屬層于所述η+半導(dǎo)體基板背面，以作為η+半導(dǎo)體基板陰極。
[0008]本發(fā)明也揭示上述的溝渠式MOS整流元件結(jié)構(gòu)，包含:多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠形成于重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上的η-磊晶層內(nèi)，多個(gè)溝渠內(nèi)具有溝渠柵極氧化層形成于所述多個(gè)溝渠底部及側(cè)壁，再填滿(mǎn)P型摻雜的多晶硅層；平面柵極包括柵極氧化層及導(dǎo)電層依序形成于所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠與溝渠之間的平臺(tái)上；源極區(qū)形成于所述多個(gè)平臺(tái)下方的η-磊晶層內(nèi)且相鄰于所述平面柵極；一頂層金屬層覆蓋所述主動(dòng)區(qū)作為陽(yáng)極；及一金屬層作為陰極形成于所述重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上。
[0009]上述的溝渠式MOS結(jié)構(gòu)更包含自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物層形成于所述頂部金屬層之下的所述多個(gè)多晶硅層及所述多個(gè)源極區(qū)之間。
[0010]本發(fā)明揭示的溝渠式MOS元件結(jié)構(gòu)及其制造方法，利用溝渠式結(jié)構(gòu)，而使得順向偏壓Vf更低，反向漏電更小。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1顯示已知平面MOS整流器橫截面示意圖。
[0012]圖2Α顯示依據(jù)本發(fā)明方法制造的溝渠式MOS結(jié)構(gòu)(不含頂層金屬墊)的俯視示意圖。
[0013]圖2Β為沿圖2Α的Α-Α’線(xiàn)的橫截面示意圖，顯示溝渠式MOS的頂部金屬層連接平面柵極、溝渠柵極、及溝渠內(nèi)的P型摻雜復(fù)晶硅導(dǎo)體層。
[0014]圖2C為沿圖2Α的Β-Β’線(xiàn)的橫截面示意圖，顯示溝渠式MOS元件的頂部金屬層連接P+重?fù)诫s源極區(qū)、溝渠柵極及溝渠內(nèi)的P型摻雜復(fù)晶硅導(dǎo)體層橫截面示意圖。
[0015]圖2D為圖2Α的C-C’線(xiàn)的所示的橫截面示意圖，顯示SBR的頂部金屬層連接平面柵極及P+重?fù)诫s源極區(qū)148。
[0016]圖3Α顯示形成一第一氧化層圖案為硬式掩膜的橫截面示意圖。
[0017]圖3Β顯示以第一氧化層圖案為硬式掩膜，施以干式蝕刻O(píng)以形成主動(dòng)區(qū)溝渠的橫截面示意圖。
[0018]圖3C顯示以高溫氧化工藝全面形成一犧牲氧化層的橫截面示意圖。
[0019]圖3D顯示稀釋的氫氟酸將犧牲氧化層125移除的橫截面示意圖。
[0020]圖3Ε顯示以高溫氧化工藝形成氧化層厚度依元件耐壓能力增加而增厚的橫截面示意圖。
[0021]圖3F顯示沉積一 P型雜質(zhì)摻雜的多晶硅層再施以非等向性蝕刻技術(shù)，以柵極氧化層為蝕刻終止層的多晶硅回蝕技術(shù)。
[0022]圖3G顯示以CVD技術(shù)沉積一氧化層的橫截面示意圖。
[0023]圖3Η顯示以非等向性蝕刻，將平臺(tái)上的柵極氧化層及CVD氧化層一并移除的示意圖。
[0024]圖31顯示以高溫氧化工藝長(zhǎng)一第二柵極氧化層溝渠式MOS元件的平面柵極的氧化層。[0025]圖3J顯示沉積一第二多晶硅層于第二柵極氧化層150上的橫截面示意圖。
[0026]圖3K顯示形成光阻圖案于主動(dòng)區(qū)內(nèi)的第二多晶硅層上，以定義溝渠式MOS柵極及源極預(yù)定位置。
[0027]圖3L顯示對(duì)第二多晶硅層160施以非等向性蝕刻技術(shù)，以光阻圖案為掩膜以移除未被掩膜的第二多晶硅層。
[0028]圖3MA及3MB分別為沿A_A’及B_B’所示的橫截面圖，以光阻圖案為掩膜，施以離子布植技術(shù)植入P型雜質(zhì)以形成源極區(qū)。
[0029]圖3NA及3NB分別為沿A-A’及B-B’所示的橫截面圖，顯示去除光阻圖案，再施以RTA退火，以形成源極區(qū)。
[0030]圖30A及30B分別為沿A-A’及B-B’所示的橫截面圖，顯示以稀釋的氫氟酸將源極區(qū)上方的氧化層去除，以裸露出源極區(qū)。
[0031]圖3PA及3PB分別為沿A-A’及B-B’所示的橫截面圖，顯示以濺鍍技術(shù)依序沉積Ti/TiN，然后再施以RTA及蝕刻的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝。
[0032]圖3QA及3QB分別為沿A_A’及B_B’所示的橫截面圖，顯示沉積一頂部金屬層，再以光阻圖案定義陽(yáng)極墊。
[0033]圖3RA及3RB分別為沿A_A’及B_B’所示的橫截面圖，顯示在去除光阻圖案后，進(jìn)行半導(dǎo)體基板背面再沉積一金屬層于基板背表面以形成陰極。
[0034]圖3SA及3SB分別為本發(fā)明的第二實(shí)施例，沿A_A’及B_B’所示的橫截面圖，溝渠深達(dá)重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板。
[0035]附圖標(biāo)號(hào):
[0036]100重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板105 η-磊晶層
[0037]110第一氧化層115主動(dòng)區(qū)
[0038]120Α主動(dòng)區(qū)內(nèi)的溝渠
[0039]130’柵極氧化層(第二實(shí)施例)125犧牲氧化層
[0040]130柵極氧化層135 CVD氧化層
[0041]140 P型摻雜的
[0042]148源極區(qū)150第二柵極氧化層
[0043]160第二多晶硅層165光阻圖案
[0044]175阻障金屬層180頂部金屬層
[0045]190背部金屬層
【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明揭示一溝渠式MOS元件結(jié)構(gòu)，包含:一平面MOS結(jié)構(gòu)形成于主動(dòng)區(qū)的平臺(tái)上，平臺(tái)相鄰的一邊則有主動(dòng)區(qū)溝渠。主動(dòng)區(qū)溝渠形成于重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上的η-磊晶層內(nèi)。主動(dòng)區(qū)溝渠內(nèi)具有溝渠柵極氧化層形成于溝渠底部及側(cè)壁及P型摻雜的多晶硅層形成于其上。一頂部金屬層則形成于主動(dòng)區(qū)上，連接平面MOS結(jié)構(gòu)的柵極、源極及主動(dòng)區(qū)溝渠的多晶硅層上 。
[0047]本發(fā)明溝渠式MOS元件結(jié)構(gòu)(不含頂部金屬層)多平臺(tái)及多主動(dòng)區(qū)溝渠的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考圖2Α所示的俯視圖。圖2Β示沿圖2Α的Α-Α’線(xiàn)的溝渠式MOS元件橫截面示意圖。圖2B所示的橫截面示意圖示溝渠式MOS的頂部金屬層180連接平面柵極(planar gate) 160及溝渠柵極130及溝渠內(nèi)的P型摻雜復(fù)晶硅導(dǎo)體層140。溝渠柵極130及溝渠內(nèi)的P型摻雜復(fù)晶硅導(dǎo)體層140形成于η-磊晶層105內(nèi)。平面柵極160下方則有一薄柵極氧化層150。
[0048]圖2C示沿圖2Α的Β-Β’線(xiàn)的溝渠式MOS元件橫截面示意圖。圖2C所示的橫截面示意圖示溝渠式MOS的頂部金屬層180連接ρ+重?fù)诫s源極區(qū)148及溝渠柵極130及溝渠內(nèi)的P型摻雜復(fù)晶硅導(dǎo)體層140建立于η-磊晶層105內(nèi)。
[0049]圖2D為圖2Α的C_C’線(xiàn)的橫截面示意圖，顯示溝渠式MOS的頂部金屬層180連接平面柵極(planar gate) 160及ρ+重?fù)诫s源極區(qū)148。
[0050]以下將詳述制造方法。以下的說(shuō)明中，跟隨于η或ρ后的號(hào)代表輕摻雜，而“ + ”表示重?fù)诫s。
[0051]請(qǐng)參考圖3Α所示的橫截面示意圖，首先提供一 η型雜質(zhì)重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板100具有一 η型雜質(zhì)摻雜的η-嘉晶層105、一第一氧化層110形成于其上。該第一氧化層110是通過(guò)熱氧化工藝或化學(xué)氣相沉積(CVD)形成，厚度約100-2000nm。
[0052]接著，定義一光阻圖案(未圖示)以作為第一氧化層110的蝕刻掩膜。隨后，以該光阻圖案為掩膜，以η-磊晶層105為蝕刻終止層，施以蝕刻步驟以去除未被光阻圖案所掩膜的第一氧化層110。緊接著，去除光阻圖案。
[0053]隨后，請(qǐng)參考圖3Β，以第一氧化層110圖案為硬式掩膜，施以干式蝕刻，蝕刻η-磊晶層105，蝕刻深度約從0.5um至重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板100以形成主動(dòng)區(qū)溝渠120Α。隨后，移除第一氧化層110。主動(dòng)區(qū)溝渠120Α的深度約為寬度的0.5倍?50倍。另因后續(xù)工藝將再形成溝渠柵極氧化層(請(qǐng)參考下面圖3Ε的描繪)相當(dāng)厚且隨元件耐高壓能力增加而增加，將明顯影響主動(dòng)區(qū)內(nèi)的溝渠120Α寬度。
[0054]請(qǐng)參考圖3C，施以高溫氧化工藝，在所有溝渠120Α的底部、側(cè)壁及平臺(tái)形成一厚度約為l(Tl50nm的犧牲氧化層125。形成犧牲氧化層125的目的是為修補(bǔ)蝕刻所造成的損傷同時(shí)將增加該主動(dòng)區(qū)溝渠的寬度。
[0055]請(qǐng)參考圖3D，再接著，以稀釋的氫氟酸進(jìn)行濕式蝕刻，將犧牲氧化層125移除。
[0056]隨后，再以高溫氧化工藝，用以在所有溝渠120的底部、側(cè)壁及平臺(tái)形成一厚度約為8(T800nm的溝渠氧化層130。溝渠氧化層130是溝渠MOS的溝渠柵極氧化層130，結(jié)果如圖3E所示。柵極氧化層130的厚度依所要的耐高壓能力而變化。
[0057]接著，請(qǐng)參考圖3F。先以CVD沉積一 ρ型雜質(zhì)摻雜的多晶硅層140以填補(bǔ)溝渠120Α并至少滿(mǎn)出主動(dòng)區(qū)內(nèi)的溝渠120Α。再施以非等向性蝕刻技術(shù)，并以柵極氧化層130為蝕刻終止層的多晶硅回蝕技術(shù)，蝕刻P型摻雜的多晶硅140。隨后，再以CVD技術(shù)沉積氧化層135。結(jié)果，如圖3G所示。
[0058]隨后，請(qǐng)參考圖3Η，再以光阻圖案定義主動(dòng)區(qū)，施以非等向蝕刻清除主動(dòng)區(qū)氧化層,再去除光阻。
[0059]接著，如圖31所示，再以高溫氧化工藝長(zhǎng)一層薄薄的第二柵極氧化層150于上述裸露的裸露η-嘉晶層105及ρ型摻雜的多晶娃層140上。第二柵極氧化層150是MOS兀件的平面柵極的氧化層，厚度約為2至20nm。
[0060]請(qǐng)參考圖3J，再沉積一第二多晶硅層160于第二柵極氧化層150上，厚度約為5(T500nm。第二柵極氧化層150及第二多晶硅層160是為了作為MOS的平面柵極。[0061]請(qǐng)同時(shí)參考圖3K形成光阻圖案165于主動(dòng)區(qū)內(nèi)的第二多晶硅層160上，以定義MOS柵極及源極預(yù)定位置。其余則全部裸露。接著，請(qǐng)參考圖3L對(duì)第二多晶硅層160施以非等向性蝕刻技術(shù)，以光阻圖案165為掩膜以移除未被掩膜的第二多晶硅層160。
[0062]接著，請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D3MA及3MB的示意圖。請(qǐng)注意在此及以下的第二英文字母A、B分別為沿A-A’及B-B’所示的橫截面圖。以光阻圖案為掩膜，施以離子布植技術(shù)植入P型雜質(zhì)，例如植入BF2+或B+離子于MOS元件的源極預(yù)定位置于ρ型摻雜的多晶硅140區(qū)，以形成源極區(qū)148及未被掩膜的溝渠多晶硅層140內(nèi)。緊接著，去除光阻圖案165，再施以RTA退火，例如以90(Tll0(rC約30-90秒，以活化導(dǎo)電性雜質(zhì)離子。導(dǎo)電性ρ型雜質(zhì)活化后的源極區(qū)148如圖3ΝΑ及3ΝΒ的橫截面圖。
[0063]請(qǐng)參考圖30Α及30Β兩不同位置的橫截面圖，再以稀釋的氫氟酸將源極區(qū)上方的氧化層去除，以裸露出源極區(qū)148。
[0064]請(qǐng)參考圖3ΡΑ及3ΡΒ兩不同位置的橫截面圖，再以濺鍍技術(shù)沉積接觸金屬，再施以RTA快速熱退火工藝以形成金屬硅化物175以作為接觸金屬層175。
[0065]緊接著，請(qǐng)參考圖3QA及3QB兩不同位置的橫截面圖，再沉積一頂部金屬層180，以光阻圖案(未圖示)定義陽(yáng)極墊。再以光阻圖案為掩膜進(jìn)行蝕刻，以移除未被掩膜的頂部金屬層180，以完成了陽(yáng)極墊180。
[0066]如圖3RA及3RB所示兩不同位置的橫截面圖，去除光阻圖案，進(jìn)行半導(dǎo)體基板100背面研磨至4-12mil厚度，最后，再沉積另一金屬層190于基板背表面以形成陰極。
[0067]本發(fā)明中主動(dòng)區(qū)溝渠120A的寬度與平臺(tái)寬度約為1: f 1:10當(dāng)施以逆向偏壓時(shí)在溝渠與溝渠間形成空乏區(qū)夾止電流的通過(guò)，順向偏壓時(shí)，可通過(guò)溝渠內(nèi)導(dǎo)體層140增加平臺(tái)下的η-磊晶層105的摻`雜濃度以降低電阻。
[0068]依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，溝渠式MOS整流元件的溝渠也可以加深它的深度，例如，深達(dá)重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板100，其它的工藝除了柵極氧化層130’要增厚以外，其余的步驟不變。請(qǐng)參考圖3SA及3SB所示兩不同位置的橫截面圖。這樣的好處是可以顯著降低順向偏壓。而在此柵極氧化層130’比第一實(shí)施例中的柵極氧化層130厚的理由是在獲得顯著降低順向偏壓的好處時(shí)，不會(huì)因此犧牲了太多的耐壓能力。在第二實(shí)施例中的柵極氧化層130’厚度約在0.05-2 μ m對(duì)于10-600V的耐壓能力而言。
[0069]本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0070](I)具有低的順向偏壓Vf及耐高壓的能力。
[0071](2)受惠于主動(dòng)區(qū)溝渠結(jié)構(gòu)，相同平面面積上可以承載更高的順向電流。
[0072](3)當(dāng)溝渠深達(dá)重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板100時(shí)可使所需的順向偏壓相對(duì)于溝渠僅及于η-磊晶層105 (實(shí)施例1)更低，平均約可降低5%。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍；凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請(qǐng)專(zhuān)利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溝渠式MOS整流元件的制造方法，其特征是，所述溝渠式MOS整流元件的制造方法至少包含以下步驟: 提供一 η+半導(dǎo)體基板具有一 η-磊晶層形成于其上； 形成一絕緣層于所述η-磊晶層上； 定義并蝕刻所述絕緣層以形成多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠； 去除所述絕緣層； 以熱氧化工藝形成一第一氧化層于所有溝渠底、側(cè)壁及平臺(tái)上，以作為溝渠柵極氧化層； 沉積一導(dǎo)電性雜質(zhì)摻雜的多晶硅層以填補(bǔ)所述多個(gè)溝渠； 施以非等向蝕刻的回蝕工藝以去除平臺(tái)上的所述多晶硅層，以所述多個(gè)平臺(tái)上的所述第一氧化層為蝕刻終止層； 移除所述第一氧化層； 以熱氧化工藝再形成一平面柵極氧化層于蝕刻后的表面上； 沉積一第二導(dǎo)電性雜質(zhì)摻雜的多晶娃層于所有裸露的表面上； 形成一光阻圖案于主動(dòng)區(qū)上，所述光阻圖案定義源極區(qū)及溝渠式MOS平面柵極，所述源極及所述平面柵極區(qū)預(yù)地區(qū)位于所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠之間的所述η-磊晶層的平臺(tái)內(nèi)；施以蝕刻技術(shù)以移除未被所述光阻圖案掩膜的第二多晶硅層以形成溝渠式MOS平面柵極及源極預(yù)定區(qū)； 施以離子布植布植P型導(dǎo)電性雜質(zhì)于所述多個(gè)源極區(qū)預(yù)定區(qū)及未被掩膜的溝渠多晶硅層上，以所述光阻圖案為掩膜； 移除未被所述光阻圖案掩膜的所述平面柵極氧化層； 去除所述光阻圖案； 施以退火工藝以活化所述多個(gè)摻雜離子； 移除未被所述平面柵極掩膜的所述平面柵極氧化層； 施以自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化層技術(shù)，以形成金屬硅化層于裸露的所有多晶硅層及平臺(tái)上； 形成頂部金屬層于所有裸露的表面上； 以光阻圖案及蝕刻技術(shù)定義金屬墊，以作為所述溝渠式MOS的陽(yáng)極； 施以所述η+半導(dǎo)體基板背面研磨以研磨至預(yù)定厚度的η+半導(dǎo)體基板； 形成一金屬層于所述η+半導(dǎo)體基板背面，以作為η+半導(dǎo)體基板陰極。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是，所述主動(dòng)區(qū)溝渠的深寬比約為1:50:1，而主動(dòng)區(qū)溝渠及所述平臺(tái)區(qū)寬度比約為1:廣1:10。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是，所述主動(dòng)區(qū)溝渠內(nèi)柵極氧化層厚度約為8(T800nm并且隨所述MOS耐高壓能力的增加而增加。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是，所述制造方法更包含在回蝕步驟之后及移除所述第一氧化層之前，形成一 CVD氧化層于所有裸露的表面，再以光阻圖案定義主動(dòng)區(qū)，施以非等向蝕刻將清除主動(dòng)區(qū)氧化層，再去除光阻，以增加所述主動(dòng)區(qū)以外的終止區(qū)的氧化層厚度。
5.一種溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述溝渠式MOS整流元件至少包含: 多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠形成于重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上的η-磊晶層內(nèi)，所述多個(gè)溝渠內(nèi)具有溝渠柵極氧化層形成于所述多個(gè)溝渠底部及側(cè)壁，P型摻雜的多晶硅層則填滿(mǎn)其內(nèi)；平面柵極包括柵極氧化層及柵極多晶硅導(dǎo)電層依序形成于所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠與溝渠之間的平臺(tái)上； 源極區(qū)形成于所述多個(gè)平臺(tái)下方的η-磊晶層內(nèi)且相鄰于所述平面柵極； 一頂層金屬層覆蓋所述主動(dòng)區(qū)作為陽(yáng)極，及一金屬層作為陰極形成于所述重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上。
6.如權(quán)利要求5所述的溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述溝渠柵極氧化層的厚度約為80nnT800nm,所述平面柵極氧化層的厚度約為2~20nm。
7.如權(quán)利要求5所述的溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述溝渠式MOS整流元件更包含自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物層形成于所述頂部金屬層之下的所述多個(gè)多晶硅層及所述多個(gè)源極區(qū)之間。
8.一種溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述溝渠式MOS整流元件至少包含: 多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠通過(guò)η-磊晶層，而形成于重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板內(nèi)，所述多個(gè)溝渠內(nèi)具有溝渠柵極氧化層形成于所述多個(gè)溝渠底部及側(cè)壁，再填滿(mǎn)P型摻雜的多晶硅層； 平面柵極包括柵極氧化層及導(dǎo)電層依序形成于所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠與溝渠之間的平臺(tái)上； 源極區(qū)形成于所述多 個(gè)平臺(tái)下方的η-磊晶層內(nèi)且相鄰于所述平面柵極 '及一頂層金屬層覆蓋所述主動(dòng)區(qū)作為陽(yáng)極，及一金屬層作為陰極形成于所述重?fù)诫s的η+半導(dǎo)體基板上。
9.如權(quán)利要求8所述的溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠深度達(dá)η+半導(dǎo)體基板內(nèi)，用以降低順向電壓值。
10.如權(quán)利要求8所述的溝渠式MOS整流元件，其特征是，所述多個(gè)主動(dòng)區(qū)溝渠內(nèi)的柵極氧化層厚度約為0.05-2 μ m以達(dá)到具有耐逆向偏壓1(T600V的能力。
【文檔編號(hào)】H01L21/335GK103824774SQ201210466039
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】金勤海 申請(qǐng)人:竹懋科技股份有限公司