Vdmos场效应晶体管及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及VDMOS场效应晶体管及其形成方法。
【背景技术】
[0002]垂直双扩散金属氧化物半导体(VerticalDouble-diffused Metal-OxideSemiconductor，VDM0S)场效应晶体管作为功率器件的一种，由于其具有高输入阻抗和低导通压降的优点而被广泛应用。
[0003]参照图1，现有的VDMOS场效应晶体管包括:
[0004]具有N+掺杂的基底1，基底I包括正面SI和背面S2 ；
[0005]位于基底I正面SI的具有N+掺杂的外延层2 ；
[0006]位于外延层2上的栅介质层3和位于栅介质层3上的栅极4 ；
[0007]位于栅极4周围外延层2中的P阱区5和位于P阱区5中的源极6，源极6靠近栅极4，P阱区5部分伸入至栅介质层3下；
[0008]位于基底I背面S2的漏极7。
[0009]继续参照图1，VDMOS场效应晶体管在工作时，在栅极4和源极6之间施加启动电压，源极6与栅介质层3下的P阱区部分之间导通形成沟道区，电子由源极6沿平行于基底I的正面SI方向流向沟道区；在源极6和漏极7之间施加工作电压，沟道区中的电子沿垂直于基底I的正面SI方向流向漏极7，在源极6和漏极7之间形成电流。
[0010]但是，参照图1，形成外延层2的外延生长工艺复杂，且成本较高。
【发明内容】
[0011]本发明解决的问题是，现有VDMOS场效应晶体管中的外延层生长工艺复杂，且成本较高。
[0012]为解决上述问题，本发明提供一种VDMOS场效应晶体管的形成方法，该VDMOS场效应晶体管的形成方法包括:
[0013]提供具有第一类型掺杂的基底；
[0014]在所述基底中形成第一沟槽和第二沟槽；
[0015]在所述第一沟槽侧壁形成第一绝缘层，和在所述第二沟槽侧壁形成第二绝缘层；
[0016]在所述第一沟槽中填充满具有第二类型掺杂的第一多晶硅层，和在所述第二沟槽中填充满具有第二类型掺杂的第二多晶硅层，所述第二类型掺杂和第一类型掺杂相反；
[0017]在所述第一多晶硅层下的基底中形成具有第二类型掺杂的第一掩埋层，和在所述第二多晶硅层下的基底中形成具有第二类型掺杂的第二掩埋层，所述第一掩埋层和第一多晶硅层接触，所述第一掩埋层和第二掩埋层接触，所述第二掩埋层和第二多晶硅层接触；
[0018]对所述第一多晶硅层和第二多晶硅层之间的基底部分进行第二类型掺杂，形成第一阱区；
[0019]在所述第一阱区形成具有第一类型掺杂的第二阱区，所述第二阱区为第一阱区所包围；
[0020]在所述第二阱区和第一多晶硅层之间形成第一栅极，所述第二阱区部分伸入至第一栅极下；
[0021]在所述第一栅极一侧的第二阱区中形成第一源极，和在所述第一多晶硅层上表面形成第一漏极。
[0022]可选地，使用推阱工艺，所述第一多晶硅层中掺杂的第二类型杂质在基底中扩散形成第一掩埋层，所述第二多晶硅层中掺杂的第二类型掺杂在基底中扩散形成第二掩埋层。
[0023]可选地，在所述第一栅极一侧的第二阱区中形成第一源极之前或之后，在所述第二阱区中形成具有第一类型掺杂的接触区；
[0024]所述第一源极位于所述接触区和第一栅极之间，且所述第一源极和接触区接触。
[0025]可选地，还包括:
[0026]在所述第二多晶硅层和第二阱区之间形成第二栅极，所述第二阱区部分伸入至第二栅极下；
[0027]在所述第二栅极一侧的第二阱区中形成第二源极，和在所述第二多晶硅层上表面形成第二漏极。
[0028]可选地，在形成所述第一源极和第二源极之前或之后，在所述第二阱区中形成具有第一类型掺杂的隔离区；
[0029]所述接触区位于所述第一源极和第二源极之间，且所述隔离区和相邻的第一源极、第二源极接触。
[0030]可选地，在形成所述第一绝缘层、第二绝缘层之前，对所述第一沟槽侧壁和第二沟槽侧壁进行离子注入，在所述第一沟槽侧壁和第二沟槽侧壁中形成具有第二类型掺杂的掺杂区；
[0031]所述掺杂区和第一掩埋层、第二掩埋层接触。
[0032]可选地，在形成所述第一栅极和第二栅极之前，在所述第一阱区的基底中形成第一隔离结构和第二隔离结构；
[0033]所述第一栅极位于所述第一隔离结构和第二阱区之间的第一阱区上，所述第二栅极位于所述第二隔离结构和第二阱区之间的第一阱区上。
[0034]可选地，所述第一沟槽和第二沟槽为同一环形沟槽，所述第一多晶硅层和第二多晶硅层为同一环形多晶硅层，所述第一掩埋层和第二掩埋层为同一平面掩埋层，靠近所述第一阱区的第一绝缘层和第二绝缘层为同一第一环形绝缘层，远离所述第一阱区的第一绝缘层和第二绝缘层为同一第二环形绝缘层。
[0035]可选地，所述第一类型掺杂为P型掺杂，所述第二类型掺杂为N型掺杂；或者，所述第一类型掺杂为N型掺杂，所述第二类型掺杂为P型掺杂。
[0036]本发明还提供一种VDMOS场效应晶体管，该VDMOS场效应晶体管包括:
[0037]具有第一类型掺杂的基底；
[0038]位于所述基底中的第一沟槽和第二沟槽；
[0039]位于所述第一沟槽侧壁的第一绝缘层，和位于所述第二沟槽侧壁的第二绝缘层；
[0040]填充满所述第一沟槽的具有第二类型掺杂的第一多晶硅层，和填充满所述第二沟槽的具有第二类型掺杂的第二多晶硅层，所述第二类型掺杂和第一类型掺杂相反；
[0041]位于所述第一多晶硅层下的基底中的具有第二类型掺杂的第一掩埋层，和位于所述第二多晶娃层下的基底中的具有第二类型掺杂的第二掩埋层，所述第一多晶娃层和第一掩埋层接触，所述第一掩埋层和第二掩埋层接触，所述第二掩埋层和第二多晶硅层接触；
[0042]所述第一多晶娃层和第二多晶娃层之间的基底部分具有第二类型掺杂，作为第一阱区；
[0043]位于所述第一阱区中的具有第一类型掺杂的第二阱区，所述第二阱区为所述第一阱区所包围；
[0044]位于所述第二阱区和第一多晶硅层之间的第一栅极，所述第二阱区部分伸入至第一栅极下；
[0045]位于所述第一栅极一侧的第二阱区中的第一源极，和位于所述第一多晶硅层上表面的第一漏极。
[0046]可选地，还包括位于所述第二阱区中的具有第一类型掺杂的接触区，所述第一源极位于所述接触区和第一栅极之间，且所述第一源极和所述接触区接触。
[0047]可选地，还包括:
[0048]位于所述第二多晶硅层和第二阱区之间的第二栅极，所述第二阱区部分伸入至第二栅极下；
[0049]位于所述第二栅极一侧的第二阱区中的第二源极，和位于所述第二多晶硅层上表面的第二漏极。
[0050]可选地，还包括位于所述第一源极和第二源极之间的具有第一类型掺杂的隔离区；
[0051]所述隔离区和相邻的第一源极、第二源极接触。
[0052]可选地，还包括:位于所述第一沟槽侧壁和第二沟槽侧壁的具有第二类型掺杂的惨杂区；
[0053]所述掺杂区和第一掩埋层、第二掩埋层接触。
[0054]可选地，还包括第一隔离结构和第二隔离结构，所述第一栅极位于所述第一隔离结构和第二阱区之间的第一阱区上，所述第二栅极位于所述第二隔离结构和第二阱区之间的第一阱区上。
[0055]可选地，所述第一沟槽和第二沟槽为同一环形沟槽，所述第一多晶硅层和第二多晶硅层为同一环形多晶硅层，所述第一掩埋层和第二掩埋层为同一平面掩埋层，靠近所述第一阱区的第一绝缘层和第二绝缘层为同一第一环形绝缘层，远离所述第一阱区的第一绝缘层和第二绝缘层为同一第二环形绝缘层。
[0056]可选地，所述第一类型掺杂为P型掺杂，所述第二类型掺杂为N型掺杂；或者，所述第一类型掺杂为N型掺杂，所述第二类型掺杂为P型掺杂。
[0057]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0058]本方案的VDMOS场效应晶体管中，在第一多晶硅层上表面形成第一漏极。当VDMOS场效应晶体管工作时，在第一栅极和第一源极之间施加栅电压，第一源极和第一栅极下的第二阱区之间导通，第一栅极下的第二阱区和第一阱区之间导通。在第一源极、第一漏极之间施加电压，电流沿平行于基底上表面方向依次由第一源极、第一栅极下的第二阱区流向第一阱区，之后继续沿垂直于基底上表面方向由第一阱区依次经第一掩埋层、第一多晶硅层流向第一漏极。与现有技术相比，本技术方案无需外延生长过程，成本较低。而且，VDMOS场效应晶体管的第一源极、第一漏极和第一栅极均位于基底上，与传统的CMOS工艺相兼容，可与传统的MOS场效应晶体管在同一基底上同时形成，增大VDMOS场效应晶体管的应用范围，发挥VDMOS场效应晶体管的优势，促进技术进步。
[0059]另外，第一掩埋层和第二掩埋层将基底隔开为上下两部分，第一掩埋层和第二掩埋层具有第二类型掺杂，基底具有第一类型掺杂。第一掩埋层、第二掩埋层下的基底部分，和第一掩埋层、第二掩埋层之间形成PN结，第一掩埋层、第二掩埋层和下面的基底隔离，第一掩埋层和第二掩埋层起到VDMOS场效应晶体管和基底在垂直于基底上表面方向的隔离效果。第一绝缘层和第二绝缘层将VDMOS场效应晶体管和基底中的其他器件相隔离，第一绝缘层和第二绝缘层起到VDOMS场效应晶体管和基底中的其他器件在平行于基底上表面方向上的隔离效果。
【附图说明】
[0060]图1是现有技术的VDMOS场效应晶体管的剖面结构示意图；
[0061]图2?图12是本发明具体实施例的VDMOS场效应晶体管在形成过程