专利名称：一种沟槽型功率mos器件及其制造工艺方法
技术领域：
本发明属于半导体集成电路制造工艺，尤其涉及一种沟槽型功率MOS器件及其制造工艺方法。
背景技术：
在半导体集成电路中，现有典型的沟槽型功率MOS (金属氧化物半导体)器件的结构如图1所示，由下至上包括硅衬底、漏极、体区、源区、栅极沟槽、接触孔、层间电介质和顶层金属，栅极沟槽内依次生长栅氧和多晶硅。目前普通的沟槽型功率MOS器件，影响栅极电阻的因素主要是沟槽尺寸以及多晶硅参杂浓度。现有的沟槽型功率MOS器件普遍存在的问题是栅极电阻较高。因此，如何降低沟槽型功率MOS器件栅极电阻，是亟需解决的问题。本发明的想法是栅极多晶硅上生长一层金属钨的硅化物(WSix)，使得栅极电阻仅为金属的电阻量级，达到平面器件的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种沟槽型功率MOS器件的制造工艺方法，本发明在现有沟槽型功率MOS工艺的基础上，通过在栅极上生长一层金属钨的硅化物(WSix)，得到较原有工艺更低的栅极电阻。为此，本发明还提供一种沟槽型功率MOS器件。为解决上述技术问题，本发明提供一种沟槽型功率MOS器件的制造工艺方法，包括如下步骤:步骤1，在生长完栅氧的沟槽内沉积一层多晶硅，多晶硅厚度应确保沟槽内有足够空隙以便后续步骤2顺利填入金属钨的硅化物；步骤2，在全硅片上沉积一层金属钨的硅化物以填满沟槽内空隙；步骤3，通过干法刻蚀将金属钨的硅化物以及多晶硅回刻至表面栅氧；步骤4，进行包括体区注入、推进，源区注入、推进，层间电介质淀积，刻蚀接触孔以及接触孔注入，顶层金属沉积步骤的后续工艺。在步骤I中，所述沟槽内生长栅氧采用高温干氧工艺，生长温度范围为900 1050摄氏度，所述栅氧的厚度为150 1000埃。所述多晶硅采用化学气相沉积法沉积，沉积温度范围为500 600摄氏度，该多晶硅的厚度为500 1000埃。步骤2中，所述沉积一层金属钨的硅化物采用化学气相沉积法，沉积温度范围为550 600摄氏度，该金属钨的硅化物的厚度为1500 2500埃。在步骤3中，所述干法刻蚀以栅氧为刻蚀停止层。此外，本发明还提供一种沟槽型功率MOS器件，由下至上包括硅衬底、漏极、体区、源区、栅极沟槽、接触孔、层间电介质、顶层金属；在栅极沟槽内依次生长栅氧、多晶硅以及金属钨的硅化物，使得栅极沟槽内多晶硅中间设有金属钨的硅化物以降低栅极电阻Rg。和现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明在原有沟槽型功率MOS器件的制造工艺基础上，仅增加了化学气相淀积WSix与WSix刻蚀步骤，就大大减少了多晶硅沉积的厚度，工艺过程简单，工艺成本增加较少，却能得到比现有沟槽型功率MOS器件产品栅极电阻Rg更低的器件，从而改善了器件的栅极电阻。
图1是现有典型的沟槽型功率MOS器件结构的剖面示意图；图2-图5是采用本发明方法的工艺流程示意图；其中，图2是本发明方法步骤I完成后的剖面示意图；图3是本发明方法步骤2完成后的剖面示意图；图4是本发明方法步骤3完成后的剖面示意图；图5是本发明方法步骤4完成后的剖面示意图(即本发明沟槽型功率MOS器件结构的剖面示意图)。图中附图标记说明:I为外延层，作为MOS器件漏极；2为栅极氧化层；3为栅极多晶硅；4为金属钨的硅化物(WSix) ；5为源区；6为body区(即体区)；7为层间电介质；8为接触孔；9为顶层金属；10为接触孔注入区。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。如图2 图5所示，本发明一种沟槽型功率MOS器件的制造工艺方法，具体包括如下步骤:1.首先是在硅衬底上刻蚀形成栅极沟槽，在沟槽内通过高温干氧工艺生长一层栅极氧化层2，其厚度为150 1000埃(视器件要求而定)，温度范围为900 1050摄氏度，在生长完栅极氧化层2的沟槽内以化学气相沉积的方法沉积一层较薄的栅极多晶硅3，沉积温度范围为500 600摄氏度，栅极多晶硅3的厚度为500 1000埃(以0.4微米宽的沟槽为例)，确保沟槽内有足够空隙以方便后续金属钨的硅化物(WSix)沉积为准(见图2)。2.以化学气相沉积的方法在栅极多晶硅3上沉积一层金属钨的硅化物4，沉积温度范围为550 600摄氏度，金属钨的硅化物4的厚度为1500 2500埃，以确保填满沟槽空隙为准(见图3)。3.干法刻蚀金属钨的硅化物4以及栅极多晶硅3至栅极氧化层2表面，以栅极氧化层2为刻蚀停止层(见图4)。4.后续工艺与传统功率MOS晶体管器件工艺完全一致(包括体区6注入、推进，源区5注入、推进，层间电介质7淀积，形成接触孔8以及接触孔注入形成接触孔注入区10，顶层金属9沉积等步骤)，最终得到一种栅极电阻较低的器件(见图5)。如图5所示，本发明的沟槽型功率MOS器件，由下至上包括漏极1、体区6、源区5、栅极沟槽、接触孔8、层间电介质7、顶层金属9 ;在栅极沟槽内依次生长栅极氧化层2、栅极多晶硅3以及金属钨的硅化物4，使得栅极沟槽内栅极多晶硅2中间设有金属钨的硅化物4以降低栅极电阻Rg。
权利要求
1.一种沟槽型功率MOS器件的制造工艺方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1，在生长完栅氧的沟槽内沉积一层多晶硅，多晶硅厚度应确保沟槽内有足够空隙以便后续步骤2顺利填入金属钨的硅化物； 步骤2，在全硅片上沉积一层金属钨的硅化物以填满沟槽内空隙； 步骤3，通过干法刻蚀将金属钨的硅化物以及多晶硅回刻至表面栅氧； 步骤4，进行包括体区注入、推进，源区注入、推进，层间电介质淀积，刻蚀接触孔以及接触孔注入，顶层金属沉积步骤的后续工艺。
2.如权利要求1所述的功率MOS器件的制造工艺方法，其特征在于:在步骤I中，所述沟槽内生长栅氧采用高温干氧工艺，生长温度范围为900 1050摄氏度，所述栅氧的厚度为150 1000埃。
3.如权利要求1或2所述的功率MOS器件的制造工艺方法，其特征在于:在步骤I中，所述多晶硅采用化学气相沉积法沉积，沉积温度范围为500 600摄氏度，该多晶硅的厚度为500 1000埃。
4.如权利要求1所述的功率MOS器件的制造工艺方法，其特征在于:在步骤2中，所述沉积一层金属鹤的娃化物米用化学气相沉积法，沉积温度范围为550 600摄氏度,该金属钨的硅化物的厚度为1500 2500埃。
5.如权利要求1所述的功率MOS器件的制造工艺方法，其特征在于:在步骤3中，所述干法刻蚀以栅氧为刻蚀停止层。
6.一种沟槽型功率MOS器件，由下至上包括硅衬底、漏极、体区、源区、栅极沟槽、接触孔、层间电介质、顶层金属；其特征在于:在栅极沟槽内依次生长栅氧、多晶硅以及金属钨的硅化物，使得栅极沟槽内多晶硅中间设有金属钨的硅化物以降低栅极电阻Rg。
全文摘要
本发明公开了一种沟槽型功率MOS器件的制造工艺方法，其包括如下步骤步骤1，在生长完栅氧的沟槽内沉积一层多晶硅，多晶硅厚度应确保沟槽内有足够空隙以便后续步骤2顺利填入金属钨的硅化物；步骤2，在全硅片上沉积一层金属钨的硅化物以填满沟槽内空隙；步骤3，通过干法刻蚀将金属钨的硅化物以及多晶硅回刻至表面栅氧；步骤4，进行包括体区注入、推进，源区注入、推进，层间电介质淀积，刻蚀接触孔以及接触孔注入，顶层金属沉积步骤的后续工艺。此外本发明还公开一种沟槽型功率MOS器件。本发明在现有沟槽型功率MOS工艺的基础上，通过在栅极上生长一层金属钨的硅化物(WSix)，得到较原有工艺得到更低的栅极电阻。
文档编号H01L29/423GK103137450SQ20111037494
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者邵向荣, 张朝阳 申请人:上海华虹Nec电子有限公司