沟槽型MOS晶体管制造方法与流程

本发明涉及半导体制造工艺，更具体地说，本发明涉及一种沟槽型MOS晶体管制造方法。

背景技术：
沟槽型MOS（trenchMOS）晶体管作为一种新型垂直结构器件，是在VDMOS（垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管）的基础上发展起来的，两者均属于高元胞密度器件。但该结构与前者相比有许多性能优点：如更低的导通电阻、低栅漏电荷密度，从而有低的导通和开关损耗及快的开关速度。同时由于沟槽型MOS的沟道是垂直的，故可进一步提高其沟道密度，减小芯片尺寸。目前，请结合图1，沟槽型MOS的制作过程包括：在衬底1中形成栅极结构2；在衬底1上形成层间介质层4，并刻蚀出通孔；所述通孔包括有源区通孔41和外围区（未图示）的保护环，通过所述通孔进行阱3注入和外围区注入；之后填充所述通孔，并刻蚀有源区通孔中的填充物初步形成侧墙5，接着进行源漏区注入，然后进行侧墙氧化层的沉积和刻蚀，形成最终侧墙，并缩小有源区通孔41的尺寸，然后以侧墙为掩膜刻蚀衬底，形成接触孔。这里需要说明的是，该方法是将阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三道工艺集成在一道光刻工艺中的沟槽型MOS晶体管制造方法。然而，在上述方法中，由于侧墙5的存在，使得源漏区注入面积变小，即图1中所示尺寸d较小，那么要达到所需的注入量难度就变大了，甚至不能够达到目标，因此，需要对现有工艺进行改进。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够解决源漏区离子注入时通孔小而限制注入过程的沟槽型MOS晶体管制造方法。为了实现上述技术目的，本发明提供一种沟槽型MOS晶体管制造方法，包括：提供衬底，所述衬底包括有源区和外围区；在所述衬底上形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层以形成有源区通孔和外围区保护环；在所述有源区通孔和外围区保护环中形成硼磷硅玻璃；去除所述有源区通孔中的硼磷硅玻璃，同时去除外围区保护环中的部分第一硼磷硅玻璃；进行源漏区离子注入；再次在所述有源区通孔和外围区保护环中形成硼磷硅玻璃；刻蚀所述有源区通孔中的硼磷硅玻璃以形成侧墙；以所述侧墙为掩膜刻蚀所述衬底形成与有源区接触的接触孔。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，两次形成硼磷硅玻璃的厚度皆为。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，两次形成硼磷硅玻璃皆为采用沉积和回流工艺。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，所述硼磷硅玻璃回流工艺的回流温度为700℃-900℃。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，在所述衬底上形成层间介质层之前，还包括：所述衬底中形成有沟槽；在所述沟槽中形成栅极结构。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，在刻蚀所述层间介质层形成有源区通孔和外围区保护环之后，在所述通孔和保护环中形成硼磷硅玻璃之前，还包括：进行阱区离子注入和外围区离子注入。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，所述阱区离子注入、外围区离子注入及源漏区离子注入为N型注入。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，采用湿法刻蚀工艺去除所述通孔中的硼磷硅玻璃。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，在进行源漏区离子注入之后，在再次在所述通孔和保护环中形成硼磷硅玻璃之前，还包括：沉积侧墙的氧化层；对所述源漏极进行退火处理。可选的，对于所述的沟槽型MOS晶体管制造方法，在形成与有源区接触的接触孔之后，还包括：形成接触孔阻挡层和金属层。在本发明的沟槽型MOS晶体管制造方法中，采用了两次形成硼磷硅玻璃的步骤，其中第一次形成硼磷硅玻璃封住了外围区保护环，之后去除有源区通孔中的硼磷硅玻璃，从而使得源漏极离子注入通孔变大，有利于提高注入质量，然后再次形成硼磷硅玻璃，完成了侧墙的形成，并且能够有效地提高外围区保护环的填充效果，进而提高了器件的质量。附图说明图1为现有的沟槽型MOS晶体管制造过程中的结构示意图；图2为本发明实施例的沟槽型MOS晶体管制造方法的流程图；图3a～图8为本发明实施例的沟槽型MOS晶体管制造过程中的结构示意图。具体实施方式本发明的核心思想在于，通过形成两次硼磷硅玻璃（BPSG），解决源漏区注入时通孔较小的问题，具体的，第一次BPSG的形成主要作用是覆盖外围区保护环，然后将有源区的BPSG去除，便可以使得离子注入时有着较大的通孔，便于达到更佳的注入效果，之后进行第二次BPSG的形成，从而形成侧墙，以完成所需要的结构。为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。如图2所示，如本发明实施例的沟槽型MOS晶体管制造方法包括：步骤S1，提供衬底，所述衬底包括有源区和外围区；步骤S2，在所述衬底上形成层间介质层，刻蚀所述层间介质层形成有源区通孔和外围区保护环；步骤S3，在所述有源区通孔和外围区保护环中形成硼磷硅玻璃；步骤S4，去除所述有源区通孔中的硼磷硅玻璃，同时去除外围区保护环中的部分第一硼磷硅玻璃；步骤S5，进行源漏区离子注入；步骤S6，再次在所述有源区通孔和外围区保护环中形成硼磷硅玻璃；步骤S7，刻蚀所述有源区通孔中的硼磷硅玻璃以形成侧墙；步骤S8，以所述侧墙为掩膜刻蚀所述衬底形成与有源区接触的接触孔。请结合图2、图3a～图8，对本发明的制造方法做详细说明。首先请参考图3a和图3b，提供衬底1，所述衬底1包括有源区和外围区，所述衬底1可以是硅衬底、绝缘体上硅衬底或者形成有其他中间层的衬底，在此选用硅衬底，具体的，图3a示出的是有源区的结构，图3b示出的是外围区的结构，有源区和外围区具有基本相同的层次结构，业内人士应当理解本发明只是将有源区和外围区拆为两幅图表达，在此同样进行说明，在图4a、图4b、图5a、图5b、图6a及图6b中，含有a的图序是有源区的结构，含有b的图序是外围区的结构。对所述衬底1进行刻蚀，形成沟槽，并在沟槽中形成栅极结构2，通常栅极结构2形成在有源区即可。接着，沉积层间介质层（ILD），并刻蚀所述ILD形成通孔，具体的，所述通孔包括有源区通孔41和外围区保护环42，所述有源区通孔41位于相邻栅极结构2之间，且不接触。之后进行阱区离子注入（wellimplant）和外围区离子注入（terminationimplant），在所述有源区形成阱区3，其中，阱区和外围区的离子注入为N型注入，例如可以是B和P，上述过程可以采用现有工艺完成，本发明不做详细说明。请参考图4a和图4b，进行第一次形成BPSG的过程，在所述通孔41、42中填充BPSG50，优选的，采用化学气相沉积和回流工艺完成，其中，回流温度可以在700℃-900℃，以形成例如的BPSG，图4b仅示出了BPSG50充满外围区保护环42的情况，在这里主要目的是为了将外围区保护环42封住，以免影响后续工艺。接着，进行有源区初步侧墙的刻蚀（未图示），之后，请参考图5a和图5b，去除有源区尤其是通孔41中的BPSG，具体的，可以采用湿法刻蚀工艺去除有源区通孔41中的BPSG，如图5b所示，保护环42中的BPSG50还保留了一部分，因此，能够防止对有源区的源漏极注入时的影响。请继续参考图5a，进行源漏区离子注入，从而形成源漏区6，此时，由于有源区通孔41中的BPSG被去除，故离子注入时尺寸d′基本即为有源区通孔41的尺寸，这要比图1所示的尺寸d大，因此能够有效的改善离子注入情况。接下来，进行有源区侧墙氧化层的沉积（未图示），并对源漏区做退火处理，然后，请参考图6a和图6b，进行第二次BPSG51的形成，以填充有源区通孔41和外围区保护环42，具体的，进行第二次BPSG51的形成工艺与第一次相同，可作参考。并且，如图6b所示，进行第二次BPSG51的形成，能够有效地提高外围区保护环的填充效果，进而提高了器件的质量。之后，请参考图7，刻蚀所述有源区的BPSG以形成侧墙5，其中，在同一有源区通孔中的侧墙5之间的间隙形成新的通孔41′，所述新的通孔41′的尺寸即为形成接触孔的最终尺寸，介于此，如图8所示，以所述侧墙5为掩膜刻蚀所述衬底1形成与有源区接触的接触孔7。由此，通过利用两次BPSG来使得有源区通孔的初始关键尺寸变为为最终关键尺寸，也能够使得将阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三步整和到同一道光刻工艺中。接下来，还可以继续进行后续的沉积、刻蚀等过程，例如形成接触孔阻挡层，并形成金属层，例如可以是金属钨，以完成整个制作工序。本发明提供的沟槽型MOS晶体管制造方法中，采用了两次形成硼磷硅玻璃的步骤，其中第一次形成硼磷硅玻璃封住了外围区保护环，之后去除有源区通孔中的硼磷硅玻璃，从而使得源漏极离子注入通孔变大，有利于提高注入质量，然后再次形成硼磷硅玻璃，完成了侧墙的形成，并且能够有效地提高外围区保护环的填充效果，进而提高了器件的质量。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。