专利名称：一种功率mos场效应管的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种功率MOS场效应管的制作方法。
背景技术：
功率MOS场效应管使用已有多年历史，其设计和制造方法一直在持续的改进。MOS 英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属_氧化物_半导体，确切的说，这个名字描 述了集成电路中功率MOS场效应管的结构，S卩在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅 和金属。从结构上说，MOS管可以分为增强型(E型)和耗尽型(D型)，功率MOS场效应管 效应管一般有3个电极源(source)极、漏(drain)极和栅(gate)极，功率MOS场效应管 形成的电路通称为MOS电路，但又有不同，PM0S逻辑电路称为PM0S电路，NM0S逻辑电路称 为NM0S电路，PM0S和NM0S共同组成的逻辑电路称为CMOS集成电路，MOS和BJT(Bipolar Junction Transistor双极结型晶体管)组成的电路称为Bi-CMOS集成电路。由于功率MOS 场效应管静态功耗几乎为O，所有的功耗都集中在开关转换的过程中，因此相对BJT而言， 功率MOS场效应管的功耗更低。因此，在现代工业设计中，功率MOS场效应管主要用于数字 逻辑电路中实现开关逻辑(0、l逻辑)。从性能上，功率MOS场效应管主要是朝着低导通电 阻(Rdson)、高耐压、高频率的方向发展。 终端保护结构是功率MOS场效应管设计的一个非常重要的环节。功率MOS场效应 管，工作时需要承受较高的反向电压，位于器件中间有源区的各并联单胞阵列间的表面电 位大致相同，而位于有源区边缘(即终端)的单胞与衬底表面的电位却相差很大，往往引起 外圈单胞的表面电场过于集中从而造成器件的边缘被击穿。因此，需要在单胞阵列的外圈 增加终端保护结构，减小终端电场密度，起到提高功率MOS场效应管耐压的作用， 一般采用 的终端保护结构为场板。 图1是现有技术功率MOS场效应管的结构示意图，图中只给出了功率MOS场效应 管左侧的结构示意图，功率MOS场效应管的制作步骤如下在功率MOS场效应管的衬底10 上生长第一氧化层12，并对第一氧化层12进行刻蚀，以便进行有源区的制备；在第一氧化 层12上形成两个多晶硅栅极，多晶硅栅极由栅氧化层13和多晶硅层14组成，再在两个多 晶硅栅极的外侧进行离子注入，形成两个有源区11 (图中只示其一 )；在多晶硅层14上生 长第二氧化层15 ;在第二氧化层15上制作场板16。现有技术中，第一氧化层的制备工艺对 器件性能的影响很大，因为在多晶硅栅从有源区11过渡到第一氧化层12时会在过渡区55 形成夹角，从而使电场集中处成为击穿点，更为糟糕的是当击穿发生在夹角时，电子很容易 注入到栅氧(即第二氧化层15)中，对器件的可靠性造成很大影响，增大这一夹角(相当于 减小第一氧化层的尖角)可以减弱电场的集中，但是刻蚀第一氧化层并控制其尖角的工艺 相当困难甚至不可实现。
发明内容
为了解决现有技术中存在的功率MOS场效应管内多晶硅存在夹角导致电场增大的问题，本发明提供一种无多晶硅夹角的功率MOS场效应管的制作方法。 为了实现上述目的，本发明提出一种功率MOS场效应管的制作方法，所述方法包
括以下步骤在所述功率M0S场效应管的衬底内刻蚀形成浅沟槽；在所述浅沟槽内淀积第
一氧化层，并对所述第一氧化层进行刻蚀和研磨，去除所述衬底上的所述第一氧化层；在所
述衬底和所述第一氧化层上形成两个多晶硅栅极，再以所述多晶硅栅极为阻挡层在两个所
述多晶硅栅极外侧的衬底表面进行离子注入，形成第一有源区和第二有源区；在所述多晶
硅栅极上淀积第二氧化层；在所述第二氧化层上制作场板。 可选的，所述第一氧化层为氧化硅层。 可选的，所述第二氧化层为氧化硅层。 可选的，所述多晶硅栅极由第三氧化层和多晶硅层组成。 可选的，所述第三氧化层为氧化硅层。 可选的，所述研磨为化学机械研磨。 本发明一种功率MOS场效应管的制作方法的有益技术效果为本发明提供的功率 M0S场效应管，将第一氧化层设计于功率M0S场效应管的衬底内，从而消除了现有技术中的 场板内多晶硅所形成的夹角，降低了功率MOS场效应管表面的电场强度，从而提高了功率 MOS场效应管的击穿电压。
图1为现有技术中功率MOS场效应管的结构示意图；
图2为本发明一种功率MOS场效应管的制作方法的流程图； 图3为本发明一种功率MOS场效应管的制作方法的功率MOS场效应管的结构示意 图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。 由于在现有技术中的MOS管的场板中，存在一多晶硅形成的夹角，夹角的存在会
吸引更多的电场聚集，增大MOS管表面的电场强度，使得MOS管易被击穿，为了解决这样一
个问题，本发明提出一种功率M0S场效应管的制作方法，请参考图2，图2为本发明一种功率
MOS场效应管的制作方法的流程图，从图上可以看出，所述方法包括以下步骤 步骤31 :在所述功率M0S场效应管的衬底内刻蚀形成浅沟槽，所述刻蚀方法为各
向异性刻蚀，刻蚀溶液可以选择氢氟酸，目的是形成垂直侧壁的浅沟槽，通常侧壁与衬底表
面呈88度，刻蚀深度范围为1纳米至10微米之间，具体大小视实际情况而定； 步骤32 :在所述浅沟槽内淀积第一氧化层，并对所述第一氧化层进行刻蚀和研
磨，去除所述衬底上的所述第一氧化层，所述第一氧化层为氧化硅层，研磨为化学机械研
磨，在经过刻蚀和研磨之后，完全填满浅沟槽的氧化硅层的表面在沟槽边缘和衬底表面是
齐平的，避免了后续淀积多晶硅层的夹角的出现，使电场不在栅氧化层附件集中，对栅氧化
层起到保护作用； 步骤33 :在所述衬底和所述第一氧化层上形成两个多晶硅栅极，再以所述多晶硅 栅极为阻挡层在两个所述多晶硅栅极外侧的衬底表面进行离子注入，形成第一有源区和第二有源区； 步骤34:在所述多晶硅栅极上淀积第二氧化层，第二氧化层也为氧化硅层，起到 隔离和保护的作用； 步骤35 :在所述第二氧化层上制作场板，场板的制作也为现有普通工艺，目的是 为了保护功率M0S场效应管。 所述多晶硅栅极由第三氧化层和多晶硅层组成，第三氧化层即栅氧化层，所述第 三氧化层为氧化硅层，淀积第三氧化层和多晶硅层采用现有普通工艺，光刻和刻蚀，将淀积 的第三氧化层和多晶硅层分成两部分。 接着，请参考图3，图3为本发明一种功率M0S场效应管的制作方法的功率M0S场 效应管的结构示意图，从图上可以看到，第一氧化层12完全位于衬底10内，两个有源区11 位于靠近第一氧化层12两侧的衬底10内，两个多晶硅栅极形成于衬底IO和第一氧化层12 上，第二氧化层15淀积于多晶硅栅和第一氧化层12上，场板16制作于第二氧化层15上， 多晶硅栅极由第三氧化层13和多晶硅层14组成，第三氧化层13即栅氧化层位于衬底10 和第一氧化层12上，多晶硅层14位于第三氧化层13上。这种设计将第一氧化层12设计 于功率MOS场效应管的衬底10内，从而消除了现有技术中的场板内多晶硅所形成的夹角， 同时也避免了在夹角处所积累的电场。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所述技 术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因 此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步骤在所述功率MOS场效应管的衬底内刻蚀形成浅沟槽；在所述浅沟槽内淀积第一氧化层，并对所述第一氧化层进行刻蚀和研磨，去除所述衬底上的所述第一氧化层；在所述衬底和所述第一氧化层上形成两个多晶硅栅极，再以所述多晶硅栅极为阻挡层在两个所述多晶硅栅极外侧的衬底表面进行离子注入，形成第一有源区和第二有源区；在所述多晶硅栅极上淀积第二氧化层；在所述第二氧化层上制作场板。
2. 根据权利要求1所述的功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述第一氧化层 为氧化硅层。
3. 根据权利要求1所述的功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述第二氧化层 为氧化硅层。
4. 根据权利要求1所述的功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述多晶硅栅极 由第三氧化层和多晶硅层组成。
5. 根据权利要求4所述的功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述第三氧化层 为氧化硅层。
6. 根据权利要求1所述的功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述研磨为化学 机械研磨。
全文摘要
本发明提供一种功率MOS场效应管的制作方法，其特征在于所述方法包括以下步骤在功率MOS场效应管的衬底内刻蚀形成浅沟槽；在浅沟槽内淀积第一氧化层；在衬底和第一氧化层上形成两个多晶硅栅极，再在两个多晶硅栅极外侧的衬底表面进行离子注入，形成第一有源区和第二有源区；在多晶硅栅极上淀积第二氧化层；在第二氧化层上制作场板。本发明消除了功率MOS场效应管内的多晶硅在生长过程中所形成的夹角，从而减小了功率MOS场效应管表面的电场强度，提高了功率MOS场效应管的击穿电压。
文档编号H01L21/283GK101777497SQ20101002270
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者吴小利, 许丹 申请人:上海宏力半导体制造有限公司