专利名称：纵向沟槽mos器件的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纵向沟槽MOS器件的制备方法。
背景技术：
纵向沟槽MOS是目前热门的功率器件，尽量低的正向导通电阻和尽量高的击穿电 压是器件设计和制造追求的目标。已有的一种纵向沟槽MOS器件结构如图1所示，其沟槽 侧壁下部和底部栅氧厚度大于两侧上部的栅氧厚度。这种器件中的沟槽制备方法为先刻 蚀沟槽，并在沟槽内依次生长氧化硅和氮化硅；接着刻蚀去除沟槽底部的氮化硅和氧化硅； 而后进一步进行沟槽刻蚀，使所得沟槽更深；紧接着为第二次所刻蚀的部分沟槽内壁局部 硅氧化，在沟槽底部和两侧壁下部形成厚的氧化硅层；最后去除氮化硅和部分氧化硅。具有 这种结构沟槽器件的击穿电压比一般结构的沟槽MOS晶体管的击穿电压要高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纵向沟槽MOS器件的制备方法，它可以提 高纵向沟槽MOS器件的击穿电压。为解决上述技术问题，本发明纵向沟槽MOS器件的制备方法，为在纵向沟槽MOS 器件的沟槽形成之后，进行氮离子注入将氮离子注入到所述沟槽上部的侧壁表面；而在纵 向沟槽MOS器件的接触孔刻蚀之后，进行离子注入工艺在接触孔下方形成接触孔注入区， 所述接触孔注入区从体区延伸至漂移区内，接触孔注入区的导电类型与体区的导电类型相 同。本发明的方法中，将氮注入到沟槽上部，使得在进行栅氧化时，沟槽上部侧壁由于 氮的存在，生成氮氧化硅，而不是现有结构中的二氧化硅，氮饱和界面处的悬挂键，使得界 面态变少，提高载流子迁移率，从而降低正向导通电阻。同时通过接触孔注入区的存在，意 味着在飘移区引入PN结，利用PN结耗尽区分担更多的压降，从而达到提高器件击穿电压的 目的。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1为传统的纵向沟槽MOS器件的结构示意图；图2为采用本发明的方法所制备的纵向沟槽MOS器件的结构示意图；图3为实施本发明的方法中氮离子注入的示意图；图4为实施本发明的方法中氧化后的结构示意图；图5为实施本发明的方法中形成栅极多晶硅后的结构示意图；图6为实施本发明的方法中形成接触孔注入区后的结构示意图。
具体实施例方式本发明的纵向沟槽MOS器件的制备方法，在纵向沟槽刻蚀完成后，光刻胶剥掉之 前，增加进行氮离子注入(见图3)，使氮离子注入到沟槽上部的侧壁表面，而沟槽侧壁下部 和沟槽底部并没有氮离子注入。氮离子注入的沟槽侧壁的深度优选为大于后续形成的体区 的深度。在该步氮离子注入中，氮离子注入的剂量为为IO11 IO16原子/cm2，注入能量为 1 2000KeV，氮离子束与衬底垂直轴的夹角为0 90°。在氮离子注入后，剥掉光刻胶， 进行栅氧化。由于沟槽上部侧壁表面有氮存在，在栅氧化时，沟槽上部氧化速度较慢，形成 的是氮氧化硅；而沟槽下部侧壁和沟槽底部没有氮的存在，氧化速度会快，形成的是二氧化 硅。最终形成沟槽上部形成的氮氧化硅层较薄，沟槽下部和沟槽底部形成二氧化硅层较厚 (见图4)。之后对沟槽进行多晶硅填充，形成栅极多晶硅线条(见图5)，作为MOS的栅极。而后通过常规工艺通过光刻和离子注入形成体区和源区，再淀积层间膜，接着通 过光刻和刻蚀形成接触孔，然后进行离子束注入在接触孔下方形成接触孔注入区(见图 6)。对于NM0S，源区进行N型掺杂，体区进行P型掺杂，接触孔注入区进行P型掺杂，漂移区 为N型外延，硅衬底为N型重掺杂外延硅片。对于PM0S，源区进行P型掺杂，体区进行N型 掺杂，接触孔注入区进行N型掺杂，漂移区为P型外延，硅衬底为P型重掺杂外延硅片。所 注入的离子种类可为磷(P)，硼(B)，二氟化硼(BF2)，砷(As)；注入离子的剂量为IO11 IO16原子/cm2，注入能量为1 2000KeV，氮离子束与衬底垂直轴的夹角为0 90°。采用标准的集成电路后道工艺形成晶圆正面的源极金属电极。晶圆背面淀积金 属，光刻刻蚀后形成漏极金属电极，最终形成如图2所示的纵向沟槽MOS器件。该纵向沟 槽MOS器件具有低正向导通电阻，更高击穿电压的功率MOS器件，因此改善了电路的总体性 能。
权利要求
1.一种纵向沟槽MOS器件的制备方法，其特征在于在所述纵向沟槽MOS器件的沟槽 形成之后，进行氮离子注入将氮离子注入到所述沟槽上部的侧壁表面；而在所述纵向沟槽 MOS器件的接触孔刻蚀之后，进行离子注入工艺在接触孔下方形成接触孔注入区，所述接触 孔注入区从体区延伸至漂移区内，所述接触孔注入区的导电类型与所述体区的导电类型相 同。
2.根据权利要求1所述的纵向沟槽MOS器件的制备方法，其特征在于所述氮离子注 入的侧壁深度大于后续形成的体区的深度。
3.根据权利要求1或2所述的纵向沟槽MOS器件的制备方法，其特征在于所述氮离子 注入的步骤中，所述氮离子的注入剂量为IO11 IO16原子/cm2，注入能量为1 2000KeV， 氮离子束与衬底垂直轴的夹角为0 90°。
4.根据权利要求1或2所述的纵向沟槽MOS器件的制备方法，其特征在于所述形成接 触孔注入区的步骤中，注入离子的剂量为IO11 IO16原子/cm2，注入能量为1 2000KeV， 氮离子束与衬底垂直轴的夹角为0 90°。
全文摘要
本发明公开了一种纵向沟槽MOS器件的制备方法，其为在纵向沟槽MOS器件的沟槽形成之后，进行氮离子注入将氮离子注入到沟槽上部的侧壁；而在纵向沟槽MOS器件的接触孔刻蚀之后，进行离子注入工艺在接触孔下方形成接触孔注入区，接触孔注入区从体区延伸至漂移区内，接触孔注入区的导电类型与体区的导电类型相同。采用本发明的方法能提高所制备的纵向沟槽MOS器件的击穿电压。
文档编号H01L21/28GK102130003SQ201010027318
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者沈今楷, 金勤海 申请人:上海华虹Nec电子有限公司