[发明专利]提高功率MOS场效应管击穿电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高功率MOS场效应管击穿电 压的方法。

背景技术

功率MOS场效应管使用已有多年历史，其设计和制造方法一直在持续的 改进。MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体， 确切的说，这个名字描述了集成电路中功率MOS场效应管的结构，即：在一 定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属。从结构上说，MOS管可以分为 增强型(E型)和耗尽型(D型)，功率MOS场效应管效应管一般有3个电极： 源(source)极、漏(drain)极和栅(gate)极，功率MOS场效应管形成的电 路通称为MOS电路，但又有不同，PMOS逻辑电路称为PMOS电路，NMOS逻辑 电路称为NMOS电路，PMOS和NMOS共同组成的逻辑电路称为CMOS集成电路， MOS和BJT(Bipolar Junction Transistor双极结型晶体管)组成的电路称 为Bi-CMOS集成电路。由于功率MOS场效应管静态功耗几乎为0，所有的功耗 都集中在开关转换的过程中，因此相对BJT而言，功率MOS场效应管的功耗 更低。因此，在现代工业设计中，功率MOS场效应管主要用于数字逻辑电路 中实现开关逻辑(0、1逻辑)。从性能上，功率MOS场效应管主要是朝着低导 通电阻(Rdson)、高耐压、高频率的方向发展。

终端保护结构是功率MOS场效应管设计的一个非常重要的环节。功率MOS 场效应管，工作时需要承受较高的反向电压，位于器件中间有源区的各并联 单胞阵列间的表面电位大致相同，而位于有源区边缘(即终端)的单胞与衬 底表面的电位却相差很大，往往引起外圈单胞的表面电场过于集中从而造成 器件的边缘被击穿。因此，需要在单胞阵列的外圈增加终端保护结构，减小 终端电场密度，起到提高功率MOS场效应管耐压的作用，一般采用的终端保 护结构为场板。

图1是现有技术功率MOS场效应管的结构示意图，图中只给出了功率MOS 场效应管左侧的结构示意图，功率MOS场效应管的制作步骤如下：在功率MOS 场效应管的衬底10上生长第一氧化层12，并对第一氧化层12进行刻蚀，以 便进行有源区的制备；在第一氧化层12上形成两个多晶硅栅极，多晶硅栅极 由栅氧化层13和多晶硅层14组成，再在两个多晶硅栅极的外侧进行离子注 入，形成两个有源区11(图中只示其一)；在多晶硅层14上生长第二氧化层 15；在第二氧化层15上制作场板16。现有技术中，第一氧化层的制备工艺对 器件性能的影响很大，因为在多晶硅栅从有源区11过渡到第一氧化层12时 会在过渡区55形成夹角，从而使电场集中处成为击穿点，更为糟糕的是当击 穿发生在夹角时，电子很容易注入到栅氧(即第二氧化层15)中，对器件的 可靠性造成很大影响，增大这一夹角(相当于减小第一氧化层的尖角)可以 减弱电场的集中，但是刻蚀第一氧化层并控制其尖角的工艺相当困难甚至不 可实现。

发明内容

为了解决现有技术中存在的MOS场效应内多晶硅存在夹角导致MOS场效 应易被击穿的问题，本发明提供一种提高MOS场效应击穿电压的方法。

为了实现上述目的，本发明提出一种提高功率MOS场效应管击穿电压的 方法，所述方法包括以下步骤：在所述功率MOS场效应管的衬底内刻蚀形成 第一浅沟槽；在所述第一浅沟槽内淀积第一氧化层，并对所述第一氧化层进 行刻蚀和研磨，去除所述衬底上的所述第一氧化层；在所述第一氧化层内刻 蚀形成多个第二浅沟槽；在所述衬底和所述第一氧化层上形成两个多晶硅栅 极，再以所述多晶硅栅极为阻挡层在两个所述多晶硅栅极外侧的衬底表面进 行离子注入，形成第一有源区和第二有源区；在所述多晶硅栅极上淀积第二 氧化层；在所述第二氧化层上制作场板。

可选的，所述第一氧化层为氧化硅层。

可选的，所述第二氧化层为氧化硅层。

可选的，所述多晶硅栅极由第三氧化层和多晶硅层组成。

可选的，所述第三氧化层为氧化硅层。

可选的，所述研磨为化学机械研磨。

可选的，所述第二浅沟槽的深度是所述第一浅沟槽深度的一半。