專利名稱：一種功率mos管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種功率MOS管及其制造方法。
背景技術(shù)：
功率型金屬氧化物半導體場效應(yīng)管(簡稱功率MOS管)是一種單載流子導電的單 極型電壓控制器件，它具有開關(guān)速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、安全工作 區(qū)寬、工作線性度高和制程簡單等諸多優(yōu)點。 參見圖1 ，其顯示了功率M0S管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，功率M0S管具有有源 區(qū)1和終端結(jié)構(gòu)區(qū)2，有源區(qū)1上具有柵、源、漏極等功能結(jié)構(gòu)(未圖示)，終端結(jié)構(gòu)3設(shè)置 在終端結(jié)構(gòu)區(qū)2且環(huán)繞在有源區(qū)1的周邊即通常在晶粒(die)的邊緣，其可避免功率MOS 管過早被擊穿損壞，終端結(jié)構(gòu)3的外側(cè)環(huán)繞有切割道4。終端結(jié)構(gòu)3決定了器件的擊穿性能 和擊穿位置?，F(xiàn)常用的終端結(jié)構(gòu)3為局部硅氧化隔離結(jié)構(gòu)(Local Oxidation of Silicon; 簡稱LOCOS)。 參見圖2，其顯示了現(xiàn)有技術(shù)中功率M0S管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，終端結(jié) 構(gòu)3環(huán)繞在有源區(qū)1的周邊且為L0C0S，切割道4環(huán)繞在終端結(jié)構(gòu)3外?，F(xiàn)有技術(shù)中制造具 有所述LOCOS終端結(jié)構(gòu)3的功率M0S管的方法包括以下步驟(1)、提供具有有源區(qū)和終端 結(jié)構(gòu)區(qū)的硅襯底；(2)、在該硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層，該緩沖層和硬掩模層分別為 氧化硅和氮化硅；(3)、進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形；(4)、 進行熱氧化工藝在終端結(jié)構(gòu)區(qū)形成終端結(jié)構(gòu)；(5)、去除硬掩模層和緩沖層；(6)、在該有源 區(qū)上制作柵、源、漏極。 在上述現(xiàn)有技術(shù)的功率M0S管及其制造方法中，L0C0S終端結(jié)構(gòu)直接制作在硅襯 底表面，一方面不利于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提高晶圓的空間利用率；另一方面增加了硅襯 底表面形貌的復(fù)雜度，從而加劇了工藝難度，導致一些工藝例如化學機械拋光工藝就不方 便進行。 因此，如何提供一種功率M0S管及其制造方法來降低硅襯底表面形貌的復(fù)雜度， 從而降低工藝難度，并易于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提高晶圓的空間利用率，已成為業(yè)界亟待 解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種功率M0S管及其制造方法，通過所述M0S管及其制造 方法可降低硅襯底表面形貌的復(fù)雜度，從而降低工藝難度，并易于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提 高晶圓的空間利用率。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種功率MOS管制造方法，其包括以下步驟a、提供 具有有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)的硅襯底；b、在該終端結(jié)構(gòu)區(qū)上制造終端結(jié)構(gòu)；c、在該有源區(qū)上 制作柵、源、漏極；其中，步驟b包括以下步驟bl、在該硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層； b2、進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形；b3、在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結(jié)構(gòu)區(qū)上形成凹槽；b4、進行氧化工藝在凹槽中形成終端結(jié)構(gòu)；b5、去 除硬掩模層和緩沖層。 在上述的功率MOS管制造方法中，該緩沖層和硬掩模層分別為氧化硅和氮化硅；
在步驟bl中，通過化學氣相沉積工藝沉積氮化硅，通過熱氧化工藝制作氧化硅。 在上述的功率MOS管制造方法中，該終端結(jié)構(gòu)為局部硅氧化隔離結(jié)構(gòu)。 在上述的功率M0S管制造方法中，在步驟b4中，該氧化工藝為熱氧化工藝，其氧化
溫度范圍為900至1000攝氏度。 本發(fā)明還提供一種通過上述功率MOS管制造方法制成的功率MOS管，其具有有源 區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)，該終端結(jié)構(gòu)區(qū)具有凹槽，終端結(jié)構(gòu)設(shè)置在該凹槽中。 在上述的功率MOS管中，該終端結(jié)構(gòu)區(qū)環(huán)繞在該有源區(qū)外，該終端結(jié)構(gòu)區(qū)的外側(cè) 環(huán)繞有切割道。 與現(xiàn)有技術(shù)中終端結(jié)構(gòu)直接制作在硅襯底表面，從而增大了襯底表面形貌的復(fù)雜 度和工藝難度相比，本發(fā)明的功率MOS管及其制造方法在硅襯底上針對終端結(jié)構(gòu)開設(shè)有凹 槽，并將終端結(jié)構(gòu)制作在凹槽中，本發(fā)明可有效降低硅襯底表面形貌的復(fù)雜度和工藝難度， 并易于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提高晶圓的空間利用率。


本發(fā)明的功率MOS管及其制造方法由以下的實施例及附圖給出。 圖1為功率M0S管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中功率MOS管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的功率MOS管制造方法的流程圖； 圖4至圖8分別為完成圖3中步驟S31至S35后功率M0S管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本發(fā)明的功率MOS管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明的功率MOS管及其制造方法作進一步的詳細描述。 參見圖3，結(jié)合參見圖l，其為本發(fā)明的功率MOS管制造方法的流程圖，如圖所示，
本發(fā)明的功率MOS管制造方法首先進行步驟S30，提供具有有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)的硅襯底。
在本實施例中，所述硅襯底還具有切割道。 接著繼續(xù)步驟S31，在所述硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層。在本實施例中，所述 緩沖層和硬掩模層分別為氧化硅和氮化硅，氮化硅是通過化學氣相沉積工藝沉積的，氧化 硅是通過熱氧化工藝制作的，氧化溫度范圍為900至1000攝氏度。 參見圖4，結(jié)合參見圖1，圖4顯示了完成步驟S31后功率M0S管的組成結(jié)構(gòu)示意 圖，如圖所示，緩沖層51和硬掩模層52依次層疊在硅襯底50上。 接著繼續(xù)步驟S32，進行光刻和刻蝕工藝在所述硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖 形。 參見圖5，結(jié)合參見圖1和圖4，圖5顯示了完成步驟S32后功率MOS管的組成結(jié) 構(gòu)示意圖，如圖所示，緩沖層51和硬掩模層52上形成了凹槽圖形53。 接著繼續(xù)步驟S33，在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結(jié)構(gòu)區(qū)上形成凹槽。
參見圖6，結(jié)合參見圖1、圖4和圖5，圖6顯示了完成步驟S33后功率MOS管的組 成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，凹槽54形成在硅襯底50中且位于終端結(jié)構(gòu)區(qū)2。
接著繼續(xù)步驟S34，進行氧化工藝在凹槽中形成終端結(jié)構(gòu)，所述終端結(jié)構(gòu)為局部硅 氧化隔離結(jié)構(gòu)(LOCOS)。所述氧化工藝為熱氧化工藝，其氧化溫度范圍為900至1000攝氏度。 參見圖7，結(jié)合參見圖1、圖4至圖6，圖7顯示了完成步驟S34后功率MOS管的組 成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，終端結(jié)構(gòu)6制作在凹槽54中。
接著繼續(xù)步驟S35，去除硬掩模層和緩沖層。 參見圖8，結(jié)合參見圖1、圖4至圖7，圖8顯示了完成步驟S35后功率MOS管的組 成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，依次層疊在硅襯底50上的緩沖層51和硬掩模層52被徹底去除。
接著繼續(xù)步驟S36，在所述有源區(qū)上制作柵、源、漏極。在本實施例中，所述功率 MOS管為縱向?qū)щ娦凸β蔒OS管，縱向?qū)щ娦凸β蔒OS管的結(jié)構(gòu)為業(yè)界習知技術(shù)，為簡化圖 示及說明，在此就未對有源區(qū)的詳細結(jié)構(gòu)進行說明。 需說明的是，本發(fā)明的功率MOS管制造方法在完成步驟S36后還可進行化學機械 拋光以使硅襯底表面平坦。 參見圖9，結(jié)合參見圖1，圖9顯示了本發(fā)明的功率M0S管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 所示，本發(fā)明的功率MOS管具有有源區(qū)1和終端結(jié)構(gòu)區(qū)2，所述終端結(jié)構(gòu)區(qū)2具有凹槽(未 圖示)，終端結(jié)構(gòu)3制作在所述凹槽中。 所述終端結(jié)構(gòu)3為局部硅氧化隔離結(jié)構(gòu)。所述終端結(jié)構(gòu)3環(huán)繞在所述有源區(qū)1外， 所述終端結(jié)構(gòu)1的外側(cè)環(huán)繞有切割道4。有源區(qū)1上具有柵、源、漏極等功能結(jié)構(gòu)，為簡化圖 示及說明，在此就未對有源區(qū)的詳細結(jié)構(gòu)進行說明。在本實施例中，所述功率MOS管為縱向 導電型功率MOS管。 綜上所述，本發(fā)明的功率MOS管及其制造方法先提供具有有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)的 硅襯底，然后在所述硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層，然后進行光刻和刻蝕工藝在所述硬 掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形，之后在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結(jié)構(gòu)區(qū)上 形成凹槽，接著進行氧化工藝在凹槽中形成終端結(jié)構(gòu)并去除硬掩模層和緩沖層，最后在所 述有源區(qū)上制作柵、源、漏極。本發(fā)明可有效降低硅襯底表面形貌的復(fù)雜度和工藝難度，并 易于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提高晶圓的空間利用率。
權(quán)利要求
一種功率MOS管制造方法，其包括以下步驟a、提供具有有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)的硅襯底；b、在該終端結(jié)構(gòu)區(qū)上制造終端結(jié)構(gòu)；c、在該有源區(qū)上制作柵、源、漏極；其特征在于，步驟b包括以下步驟b1、在該硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層；b2、進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形；b3、在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結(jié)構(gòu)區(qū)上形成凹槽；b4、進行氧化工藝在凹槽中形成終端結(jié)構(gòu)；b5、去除硬掩模層和緩沖層。
2. 如權(quán)利要求1所述的功率M0S管制造方法，其特征在于，該緩沖層和硬掩模層分別為 氧化硅和氮化硅。
3. 如權(quán)利要求2所述的功率M0S管制造方法，其特征在于，在步驟bl中，通過化學氣相 沉積工藝沉積氮化硅，通過熱氧化工藝制作氧化硅。
4. 如權(quán)利要求l所述的功率MOS管制造方法，其特征在于，該終端結(jié)構(gòu)為局部硅氧化隔 離結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求l所述的功率M0S管制造方法，其特征在于，在步驟b4中，該氧化工藝為 熱氧化工藝，其氧化溫度范圍為900至1000攝氏度。
6. —種通過權(quán)利要求1的功率MOS管制造方法制成的功率MOS管，其具有有源區(qū)和終 端結(jié)構(gòu)區(qū)，其特征在于，該終端結(jié)構(gòu)區(qū)具有凹槽，終端結(jié)構(gòu)設(shè)置在該凹槽中。
7. 如權(quán)利要求6所述的功率MOS管，其特征在于，該終端結(jié)構(gòu)環(huán)繞在該有源區(qū)外，該終 端結(jié)構(gòu)的外側(cè)環(huán)繞有切割道。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功率MOS管及其制造方法?，F(xiàn)有技術(shù)中終端結(jié)構(gòu)直接制作在硅襯底表面，從而增大了襯底表面形貌的復(fù)雜度和工藝難度。本發(fā)明先提供具有有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)區(qū)的硅襯底，然后在所述硅襯底上制作緩沖層和硬掩模層，然后進行光刻和刻蝕工藝在該硬掩模層和緩沖層上形成凹槽圖形，之后在硬掩模的遮蔽下進行刻蝕工藝以在終端結(jié)構(gòu)區(qū)上形成凹槽，接著進行氧化工藝在凹槽中形成終端結(jié)構(gòu)并去除硬掩模層和緩沖層，最后在該有源區(qū)上制作柵、源、漏極。本發(fā)明可有效降低硅襯底表面形貌的復(fù)雜度和工藝難度，并易于通過縮小終端結(jié)構(gòu)來提高晶圓的空間利用率。
文檔編號H01L29/78GK101777500SQ20101010237
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者克里絲, 劉憲周, 張雨 申請人:上海宏力半導體制造有限公司