平面型VDMOS器件制作方法与流程

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，尤其涉及一种平面型VDMOS器件制作方法。

背景技术：

纵向双扩散场效应晶体管(VDMOS)是目前最常用的功率晶体管之一，其作为一种电压控制型器件，通过栅极电压信号控制沟道形成，从而控制源极和漏极电流导通。VDMOS兼具双极晶体管和普通MOS器件的优点。因此，不论是开关应用还是线性应用，VDMOS均是理想的功率器件。

在现有VDMOS的制造工艺中，VDMOS有源区的制作一般需要经过光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀、离子注入和离子驱入等方法才能完成制作。其中，VDMOS的光刻处理分别发生在AA区、多晶层、源区、接触孔以及金属层的制作过程中，即VDMOS需要经过5次光刻的步骤才能完成制作。

现有VDMOS制作方法的制造工艺繁杂，制造成本较高。

技术实现要素：

本发明提供一种平面型VDMOS器件制作方法，用以解决现有制作方法中制造工艺繁杂，制造成本较高的问题。

本发明提供的平面型VDMOS器件制作方法，包括：

提供衬底，所述衬底表面上依次形成有栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层；

去除预设的第一区域以外的所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层，以保留位于所述第一区域内的所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层；

在整个器件的表面形成第二氮化硅层，去除预设区域内的所述第二氮化硅层，保留位于所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层侧壁上的所述第二氮化硅层，形成栅极；

通过自对准注入，形成所述平面型VDMOS器件的体区和源区；

通过刻蚀，去除位于预设的第二区域内的所述体区和源区，保留位于所述栅极下方的所述体区和源区，且刻蚀的深度大于所述体区的深度；

形成位于所述体区边缘下方的缓冲区；

在整个器件表面淀积介质层，去除预设的第三区域内的所述介质层，保留包围部分所述缓冲区的所述介质层；

淀积金属层，并完成所述金属层的光刻及刻蚀，形成源极金属。

本发明提供的平面型VDMOS器件制作方法，通过在衬底表面上依次形成栅氧化层、多晶硅层和第一氮化硅层，并将预设的第一区域以外的所述栅氧化层、多晶硅层和第一氮化硅层去除形成栅极；通过自对准注入的方式形成体区和源区；并通过刻蚀的方法在所述体区边缘的下方形成缓冲区，最终通过淀积介质层、刻蚀、淀积金属层的方式完成所述平面型VDMOS器件的制作，制作工艺较简单，成本较低。并且，通过在体区下方引入缓冲区，保证了器件的耐压性的同时还降低了器件的导通电阻，降低了器件的功耗。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的平面型VDMOS器件制作方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的衬底的结构示意图；

图3为本发明实施例一去除预设的第一区域以外的栅氧化层、多晶硅层和第一氮化硅层后的结构示意图；

图4为本发明实施例一形成第二氮化硅层后的结构示意图；

图5为本发明实施例一形成栅极后的结构示意图；

图6为本发明实施例一形成体区和源区后的结构示意图；

图7为本发明实施例一形成缓冲区后的结构示意图；

图8为本发明实施例一淀积介质层后的结构示意图；

图9为本发明实施例一刻蚀介质层后的结构示意图；

图10为本发明实施例二提供的平面型VDMOS器件制作方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例将针对平面型VDMOS器件的有源区制作方法进行说明。

图1为本发明实施例一提供的平面型VDMOS器件制作方法的流程示意图，如图1所示，本实施例所述的平面型VDMOS器件制作方法包括以下步骤：

步骤101、提供衬底，所述衬底表面上依次形成有栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层。

如图2所示，本实施例提供的衬底由下而上依次包括N型衬底1和N型外延层2，所述N型外延层2的表面上依次形成有栅氧化层3、多晶硅层4和第一氮化硅层5。

步骤102、去除预设的第一区域以外的所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层，以保留位于所述第一区域内的所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层。

具体的，在所述第一氮化硅层5的表面上预先设置一第一区域6，在所述第一区域6上的所述第一氮化硅层5上形成光刻胶，在所述光刻胶的掩蔽下，对位于所述第一区域6以外的所述栅氧化层3，多晶硅层4和第一氮化硅层5进行刻蚀，在露出所述衬底N型外延层2的表面后停止刻蚀，去除所述光刻胶，经过刻蚀后的结构如图3所示。

步骤103、在整个器件的表面形成第二氮化硅层，去除预设区域内的所述第二氮化硅层，保留位于所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层侧壁上的所述第二氮化硅层，形成栅极。

具体的，如图4所示，在整个器件的表面上生成一层第二氮化硅层7，然后通过氮化硅回刻将位于所述N型外延层2表面上的，以及位于所述第一区域6上的第一氮化硅层5表面上的所述第二氮化硅层7刻蚀掉，仅保留位于所述栅氧化层3，多晶硅层4和第一氮化硅层5侧壁上的所述第二氮化硅层7，以将步骤102所形成的图形保护起来形成栅极。形成栅极后的结构如 图5所示。

步骤104、通过自对准注入，形成所述平面型VDMOS器件的体区和源区。

具体的，如图6所示，对待形成所述体区的区域进行自对准P型杂质注入，并完成驱入形成第一P型注入层，以形成所述体区21；对待形成所述源区的区域进行自对准N+型杂质注入，并完成驱入形成第一N+型注入层，以形成所述源区22，所述体区21包围所述源区22。

步骤105、通过刻蚀，去除位于预设的第二区域内的所述体区和源区，保留位于所述栅极下方的所述体区和源区，且刻蚀的深度大于所述体区的深度。

具体的，如图6所示，在第一氮化硅层5和第二氮化硅层7的掩蔽下，对预设的第二区域8内的体区21和源区22进行沟槽刻蚀，将所述第二区域8下方的体区21和源区22刻蚀掉，仅保留位于所述栅极下方的体区21和源区22，并继续向所述第二区域8的下方刻蚀，直至刻蚀掉部分N型外延层2为止，以使所形成的沟槽的深度大于所述体区21的深度，在这里需要说明的是所述继续向所述第二区域8的下方刻蚀的深度为本领域技术人员按照需求自行设定的，在这里不予具体限定。

此处所述沟槽的刻蚀深度大于所述体区的深度，为缓冲层的引入提供了空间保障。

步骤106、形成位于所述体区边缘下方的缓冲区。

具体的，如图7所示，通过倾斜注入的方式，对经过步骤105处理后的器件做P型杂质的倾斜注入形成位于所述体区21边缘下方和所述衬底N型外延层2表面内的缓冲区23，对所述衬底N型外延层2的表面进行刻蚀，去除所述体区21下方以外的所述缓冲区23，直至露出所述衬底N型外延层2表面为止，仅保留位于所述体区21边缘下方的所述缓冲区23，最终形成的所述缓冲区23为柱状结构。

在现有技术中，平面型VDMOS器件的耐压性能主要靠扩展P型体区耗尽层来实现，在保证器件耐压性的同时外延层电阻率不能做的很低，器件导通电阻较高，器件功耗较大，而本实施例通过在体区边缘下方引入缓冲层，当器件反偏时，整个缓冲层全部耗尽起到耐压的作用，因此，外延层电阻率可以做的很高，器件的导通电阻较低，进而能够降低器件的功耗。

步骤107、在整个器件表面淀积介质层，去除预设的第三区域内的所述介质层，保留包围部分所述缓冲区的所述介质层。

具体的，如图8所示，首先在整个器件的表面淀积介质层9，直至所述介质层9将沟槽填满为止，其中，所述介质层9可以为氧化物。生成介质层9后，通过湿法腐蚀的方法，去除所述第一氮化硅层5表面上的介质层9，以及所述沟槽中的部分介质层9，其中，所述沟槽中剩余部分的介质层9的高度小于所述缓冲层23的高度，所述剩余部分的介质层9包围部分所述缓冲区23。刻蚀介质层9后形成的结构如图9所示。

步骤108、淀积金属层，并完成所述金属层的光刻及刻蚀，形成源极金属。

源极金属的形成方法与现有技术相同，在这里不再赘述。

本实施例提供的平面型VDMOS器件制作方法，通过在衬底表面上依次形成栅氧化层、多晶硅层和第一氮化硅层，并将预设的第一区域以外的所述栅氧化层、多晶硅层和第一氮化硅层去除形成栅极；通过自对准注入的方式形成体区和源区；并通过刻蚀的方法在所述体区边缘的下方形成缓冲区，最终通过淀积介质层、刻蚀、淀积金属层的方式完成所述平面型VDMOS器件的制作，制作工艺较简单，成本较低。并且，通过在体区下方引入缓冲区，保证了器件的耐压性的同时还降低了器件的导通电阻，降低了器件的功耗。

图10为本发明实施例二提供的平面型VDMOS器件制作方法的流程示意图，如图10所示，本实施例在上述步骤101之前，还包括步骤100。

步骤100、在N型外延层的表面上依次形成所述栅氧化层，多晶硅层和第一氮化硅层。

具体的，在所述N型外延层2的表面上，按由下至上的顺序依次生成栅氧化层3、多晶硅层4和第一氮化硅层5。其中，生成方式可以采用淀积等生成方法，在这里不进行具体限定。

本实施例通过首先在N型外延层2的表面上依次形成所述栅氧化层3，多晶硅层4和第一氮化硅层5为本实施例的后续制作方法提供了结构基础。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。