專利名稱：功率mos晶體管內集成肖特基二極管的器件及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體集成電路制造技術，具體涉及一種功率MOS晶體管內集成 肖特基二極管的器件，本發(fā)明還涉及該器件的制造工藝方法。
背景技術：
在半導體集成電路中，現(xiàn)有典型的功率MOS (金屬氧化物半導體)晶體管結構如圖 1所示。其通過溝道型柵極控制垂直溝道的開啟，實現(xiàn)MOS管的開關功能。為了提高器件的交頻特性，目前較普遍的做法為在功率MOS晶體管芯片上集成肖 特基二極管，多為分離器件，即在原有功率MOS晶體管芯片旁并聯(lián)一個肖特基二極管芯片， 此方法雖然能提高器件的交頻特性，卻存在工藝流程不夠優(yōu)化，芯片面積增大，單位芯片成 本較高等缺點。如何在現(xiàn)有典型的功率MOS晶體管結構基礎上，增加最少的光刻層，最少的 工藝步驟實現(xiàn)集成肖特基二極管，降低芯片成本，便是本發(fā)明所要達到的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器 件，在不增加芯片面積的前提下提高了器件的交頻特性。為此，本發(fā)明還提供該器件的制造 工藝方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器 件，通過在正常柵極溝道間增加肖特基溝道，在肖特基溝道間形成肖特基二極管。所述肖特基二極管是在肖特基接觸溝槽底部、金屬與外延層接觸而形成的。此外，本發(fā)明還提供所述的功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件的制造方 法，包括如下步驟(1)在硅襯底上進行柵極溝道和肖特基溝道刻蝕，形成柵極溝道之間嵌入肖特基 溝道；(2)有光阻阻擋肖特基溝道區(qū)域的body注入與源注入；(3)層間電介質淀積，接觸孔曝光、刻蝕，接觸孔注入形成歐姆接觸；(4)肖特基接觸溝槽曝光、刻蝕；(5)金屬沉積，在肖特基接觸溝槽底部、金屬與外延層接觸形成肖特基二極管；(6)后續(xù)工藝包括常規(guī)的金屬曝光、刻蝕、合金工藝。步驟O)中，所述body注入與源注入之后分別進行Body與源區(qū)推進。步驟(3)中，所述接觸孔曝光、刻蝕時，光阻需保護肖特基溝道上方區(qū)域，所述接 觸孔注入應確保接觸孔底部形成歐姆接觸。步驟中，增加一層肖特基光刻層刻蝕掉肖特基溝道上方的層間電介質形成肖 特基接觸溝槽。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1.具體實現(xiàn)工藝過程比較簡單，只需增加一層光刻層，以較小的成本實現(xiàn)了在功率MOS晶體管單元區(qū)內集成肖特基二極管，在不增加芯片面積的前提下提高了器件的交頻 特性；2.肖特基區(qū)域集成在MOS晶體管區(qū)域內，嵌入式的肖特基區(qū)域所占面積很小，對 器件其他性能幾乎沒有影響。


圖1是現(xiàn)有典型的功率MOS晶體管的結構圖；圖2是本發(fā)明功率MOS晶體管集成肖特基二極管的截面結構示意圖；圖3 圖7是本發(fā)明功率MOS晶體管器件的工藝實現(xiàn)方法示意圖。其中，1為柵極溝道，2為肖特基溝道，3為硅襯底，4為源區(qū)，5為body區(qū)，6為光阻， 7為層間電介質，8為接觸孔，9為接觸孔注入?yún)^(qū)，10為頂層金屬。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明所提及的功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件，在原有結構的基礎 上，在柵極溝道間嵌套若干組特定結構的肖特基接觸溝槽，主要技術的發(fā)明點如下表
權利要求
1.一種功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件，其特征在于通過在正常柵極溝 道間增加肖特基溝道，在肖特基溝道間形成肖特基二極管。
2.根據(jù)權利要求1所述的功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件，其特征在于 所述肖特基二極管是在肖特基接觸溝槽底部、金屬與外延層接觸而形成的。
3.一種根據(jù)權利要求1所述的功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件的制造方 法，其特征在于包括如下步驟(1)在硅襯底上進行柵極溝道和肖特基溝道刻蝕，形成柵極溝道之間嵌入肖特基溝道；(2)有光阻阻擋肖特基溝道區(qū)域的body注入與源注入；(3)層間電介質淀積，接觸孔曝光、刻蝕，接觸孔注入形成歐姆接觸；(4)肖特基接觸溝槽曝光、刻蝕；(5)金屬沉積，在肖特基接觸溝槽底部、金屬與外延層接觸形成肖特基二極管；(6)后續(xù)工藝包括常規(guī)的金屬曝光、刻蝕、合金工藝。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)具體為在柵極溝道刻蝕時，通 過修改版圖，同時進行肖特基溝道刻蝕，形成每隔若干組柵極溝道嵌入一組肖特基溝道；所 述柵極溝道和肖特基溝道的深度為1. 0-2. 0微米。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述body注入與源注入之后 分別進行Body與源區(qū)推進。
6.根據(jù)權利要求3或5所述的方法，其特征在于，步驟O)中，所述body注入的能量 為60-180KeV，劑量為0. 5-2. 0E13/cm3 ；所述body推進的溫度為1000-1150攝氏度，時間為 30-100分鐘；所述源注入的能量為40-80KeV，劑量為2-8E15/em3 ；所述源區(qū)推進的溫度為 900-950攝氏度，時間為30-100分鐘。
7.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，步驟(3)中，所述接觸孔曝光、刻蝕 時，光阻需保護肖特基溝道上方區(qū)域，所述接觸孔注入應確保接觸孔底部形成歐姆接觸。
8.根據(jù)權利要求3或7所述的制造方法，其特征在于，步驟(3)中，所述接觸孔的深度 為4000-6000埃；所述接觸孔注入的注入能量為30-60KeV，注入劑量為l_5E15/cm3。
9.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，步驟(4)中，增加一層肖特基光刻層 刻蝕掉肖特基溝道上方的層間電介質形成肖特基接觸溝槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率MOS晶體管內集成肖特基二極管的器件，通過在正常柵極溝道間增加肖特基溝道，在肖特基溝道間形成肖特基二極管。此外，本發(fā)明還公開了該器件的制造方法，包括如下步驟(1)在硅襯底上進行柵極溝道和肖特基溝道刻蝕，形成柵極溝道之間嵌入肖特基溝道；(2)有光阻阻擋肖特基溝道區(qū)域的body注入與源注入；(3)層間電介質淀積，接觸孔曝光、刻蝕，接觸孔注入形成歐姆接觸；(4)肖特基接觸溝槽曝光、刻蝕；(5)金屬沉積，在肖特基接觸溝槽底部、金屬與外延層接觸形成肖特基二極管；(6)后續(xù)工藝包括常規(guī)的金屬曝光、刻蝕、合金工藝。本發(fā)明在不增加芯片面積的前提下提高了器件的交頻特性。
文檔編號H01L21/8249GK102088020SQ20091020190
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2009年12月8日
發(fā)明者邵向榮, 魏煒 申請人:上海華虹Nec電子有限公司