專利名稱：一種深溝槽大功率mos器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率MOS器件以及大功率MOS器件的制造方法，尤其涉及一種深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
功率MOS器件相對(duì)于雙極器件具有更好的集成性，已經(jīng)成為當(dāng)今功率器件發(fā)展的主流。深溝槽型大功率MOS器件相對(duì)平面大功率MOS器件，其集成度更高，因而最大限度的滿足了大電流及低開(kāi)關(guān)損耗的要求，使深溝槽型大功率MOS器件成為功率MOS器件的主流。
現(xiàn)在大多數(shù)的高性能大功率MOS器件都是采用深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件。這種大功率MOS器件在低功率損耗方面優(yōu)勢(shì)顯著。
隨著功率MOS器件更多的應(yīng)用到通訊設(shè)備中，對(duì)功率MOS器件頻率特性的要求也不斷提高。但其在頻率特性方面的不足也較明顯。
已有技術(shù)中常用的深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于它應(yīng)用了縱向MOS晶體管結(jié)構(gòu)，它的MOS晶體管原胞尺寸相對(duì)平面結(jié)構(gòu)的MOS晶體管原胞尺寸大大減小。所以在同樣的芯片面積內(nèi)可集成更多的MOS晶體管原胞，因而大大減低了功率損耗。這是該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。
已有技術(shù)深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件的電路示意圖如圖2所示。該深溝槽結(jié)構(gòu)大功率MOS器件在柵極和漏極之間及柵極和源極之間有較大的寄生電容。寄生電容包括CGD(柵-漏電容gate to drain capacitance)和CGS(柵-源電容gate to source capacitance)。柵極和漏極之間的寄生電容CGD，因?yàn)樯顪喜鄣撞棵娣e大，CGD相應(yīng)也很大。這大大地降低了器件的頻率特性。
如圖4所示，已有技術(shù)中制造深溝槽大功率MOS器件的方法步驟如下第一步，成長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；第二步，去除氮化硅；第三步，去除二氧化硅；第四步，成長(zhǎng)硬掩膜；第五步，溝槽光刻；第六步，溝槽主刻蝕；第七步，溝槽底部圓化刻蝕；第八步，去除硬掩膜；第九步，成長(zhǎng)柵氧化層；第十步，成長(zhǎng)多晶硅柵；第十一步，金屬層互連。
在上述已有技術(shù)中，深溝槽的形成需要經(jīng)過(guò)兩部步刻蝕工藝。第六步溝槽主刻蝕使溝槽達(dá)到相應(yīng)的深度，在溝槽主刻蝕之后溝槽的結(jié)構(gòu)如圖6所示。溝槽主刻蝕后進(jìn)行溝槽底部注入摻雜時(shí)，雖然理論上要求離子注入為0度注入，但現(xiàn)實(shí)工藝不可能絕對(duì)為0度，溝槽側(cè)壁有輕度摻雜。已有技術(shù)中第七步溝槽底部圓化刻蝕是各向同性刻蝕，各向同性刻蝕時(shí)正好會(huì)去掉溝槽側(cè)壁這部分被摻雜的硅，而只有溝槽底部留下雜質(zhì)，這使溝槽底部變圓，溝槽側(cè)壁光滑。在進(jìn)行上述步驟的溝槽底部圓化刻蝕之后深溝槽大功率MOS器件的結(jié)構(gòu)圖如圖7所示，其中虛線為溝槽主刻蝕的溝槽的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種深溝槽大功率MOS器件，在不犧牲低功率損耗特性的前提下，具有較好的頻率特性。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種制造上述深溝槽大功率MOS器件的方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種深溝槽大功率MOS器件，其深溝槽底部柵氧化層的厚度比溝槽上的柵氧化層厚。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種深溝槽大功率MOS器件的制造方法包括以下步驟第一步，成長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；第二步，去除氮化硅；第三步，去除二氧化硅；第四步，成長(zhǎng)硬掩膜；第五步，溝槽光刻；第六步，溝槽主刻蝕；第七步，溝槽底部離子注入；第八步，溝槽底部圓化刻蝕；
第九步，去除硬掩膜；第十步，成長(zhǎng)柵氧化層；第十一步，成長(zhǎng)多晶硅柵；第十二步，金屬層互連。
本發(fā)明一種深溝槽大功率MOS器件，深溝槽底部柵氧化層比溝槽上的柵氧化層厚，有較好的頻率特性。
本發(fā)明一種制造上述深溝槽大功率MOS器件的方法，在深溝槽兩步刻蝕工藝中間加入一步溝槽底部離子注入，使得深溝槽底部摻雜，因而在柵氧化時(shí)氧化得更快更厚，從而減小柵極和漏極之間的寄生電容?？梢栽诓粻奚凸β蕮p耗特性的前提下，大幅度改善器件的頻率特性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為已有的深溝槽大功率MOS器件結(jié)構(gòu)圖；圖2為已有的深溝槽大功率MOS器件電路示意圖；圖3為本發(fā)明的深溝槽大功率MOS器件結(jié)構(gòu)圖；圖4為已有的深溝槽大功率MOS器件的制作方法流程圖；圖5為本發(fā)明的大功率MOS器件的制作方法流程圖；圖6為已有技術(shù)中溝槽主刻蝕之后溝槽的結(jié)構(gòu)圖；圖7為已有技術(shù)中溝槽底部圓化刻蝕后溝槽的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種深溝槽大功率MOS器件以及一種制造上述深溝槽大功率MOS器件的方法，可適用于大功率MOS器件制造。
如圖3所示，本發(fā)明的一種深溝槽大功率MOS器件，其深溝槽底部柵氧化層的厚度比溝槽上的柵氧化層厚。圖3中EPI N指N型外緣層，BODY為晶體管襯底。本發(fā)明的大功率MOS器件的CGD由于柵氧化層厚度的增大而大大減小。
如圖5所示，本發(fā)明一種制造上述深溝槽大功率MOS器件的方法包括以下步驟第一步，成長(zhǎng)場(chǎng)氧化層(locally oxidized silicon，簡(jiǎn)稱)；第二步，去除氮化硅；第三步，去除二氧化硅；第四步，成長(zhǎng)硬掩膜；第五步，溝槽光刻；第六步，溝槽主刻蝕；第七步，溝槽底部離子注入；第八步，溝槽底部圓化刻蝕；第九步，去除硬掩膜；第十步，成長(zhǎng)柵氧化層；第十一步，成長(zhǎng)多晶硅柵；第十二步，金屬層互連。其中第四步的硬掩膜成長(zhǎng)可采用二氧化硅。
本發(fā)明一種深溝槽大功率MOS器件的深溝槽底部柵氧化層的厚度比溝槽上的柵氧化層厚，柵極和漏極之間的寄生電容較小，可以提高M(jìn)OS器件的頻率特性。
本發(fā)明一種制造上述深溝槽大功率MOS器件的方法在溝槽主刻蝕和溝槽底部圓化刻蝕之間增加溝槽底部離子注入的步驟，使得深溝槽底部摻雜而在柵氧化時(shí)氧化得更快更厚，在不影響正常溝槽上柵氧層厚度的情況下，增厚深溝槽底部柵氧化層厚度從而減小柵極和漏極之間的寄生電容CGD來(lái)改善其頻率特性。
權(quán)利要求
1.一種深溝槽大功率MOS器件，其特征在于，其深溝槽底部柵氧化層的厚度比溝槽上的柵氧化層厚。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的深溝槽大功率MOS器件的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，成長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；第二步，去除氮化硅；第三步，去除二氧化硅；第四步，成長(zhǎng)硬掩膜；第五步，溝槽光刻；第六步，溝槽主刻蝕；第七步，溝槽底部離子注入；第八步，溝槽底部圓化刻蝕；第九步，去除硬掩膜；第十步，成長(zhǎng)柵氧化層；第十一步，成長(zhǎng)多晶硅柵；第十二步，金屬層互連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大功率MOS器件以及一種制造大功率MOS器件的方法。該方法包括以下步驟成長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；去除氮化硅；去除二氧化硅；成長(zhǎng)硬掩膜；溝槽光刻；溝槽主刻蝕；溝槽底部離子注入；溝槽底部圓化刻蝕；去除硬掩膜；成長(zhǎng)柵氧化層；成長(zhǎng)多晶硅柵；金屬層互連。利用本發(fā)明制造的大功率MOS器件深溝槽底部柵氧化層的厚度比溝槽上的柵氧化層厚，其柵極和漏極之間的寄生電容CGD較小，有較好的頻率特性。本發(fā)明可應(yīng)用于MOS器件制造技術(shù)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1877856SQ20051002654
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者李建文, 陳志偉 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司