[发明专利]功率MOS晶体管内集成肖特基二极管的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路器件的制造方法，尤其涉及一种功率MOS晶体管内集成肖特基二极管的工艺方法。

背景技术

在半导体集成电路中，现有的比较先进的功率MOS晶体管集成肖特基二极管的结构如图1所示。

功率MOS晶体管集成肖特基二极管，可以显著提高器件的交频特性。图1所示的现有的较先进的功率MOS晶体管集成肖特基二极管结构，通过接触孔注入在接触孔沟槽底部形成了肖特基二极管，其工艺过程需要一道光刻层在Body注入时阻挡接触孔区域，在接触孔沟槽形成过程需要两次刻蚀，该工艺明显具有以下缺点：

(1)Body注入时需要光刻层阻挡接触孔区域，增加了光刻与工艺；

(2)形成肖特基区域时的接触孔沟槽刻蚀需分成两步进行。

可见现有的较先进的工艺方法虽然能在功率MOS晶体管接触孔底部形成肖特基区域，但是仍存在工艺流程不够优化，成本较高等缺点，限制了它的市场前景。如何减少光刻层，减少工艺步骤，降低成本，便是本发明所要达到的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率MOS晶体管内集成肖特基二极管的工艺方法，本发明在现有的功率MOS晶体管集成肖特基二极管的工艺基础上进一步改进，减少了光刻层，简化了工艺流程，降低了产品成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种功率MOS晶体管内集成肖特基二极管的工艺方法，包括如下步骤：

(1)在已做完栅极二氧化硅阻挡层刻蚀的基片上依次进行Body注入、去光阻及Body推进；

(2)栅极沟道刻蚀，形成栅极；

(3)源注入及源区推进；

(4)接触孔刻蚀；

(5)第一次接触孔注入；

(6)接触孔沟槽刻蚀；

(7)第二次接触孔注入；

(8)后续工艺包括依次进行金属淀积、曝光和刻蚀。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在现有的功率MOS晶体管集成肖特基二极管的工艺基础上，通过新的Body注入与接触孔注入工艺，删除了Body注入光刻层，减少了一道接触孔沟槽刻蚀，同样实现了现有工艺的器件功能，做到了接触孔底部集成肖特基二极管，实现在每个MOS晶体管单元内集成肖特基二极管。在具体工艺的实现上，没有增加复杂的工艺过程，降低了产品成本。

附图说明

图1是现有的功率MOS晶体管集成肖特基二极管的结构示意图；

图2是本发明功率MOS晶体管集成肖特基二极管的结构示意图；

图3～图6是本发明功率MOS晶体管器件的工艺实现方法示意图；

图3是二氧化硅阻挡层刻蚀后，Body注入，去光阻，推进的示意图；

图4是栅极沟道刻蚀，栅极形成，源区注入，推进的示意图；

图5是接触孔曝光，刻蚀，第一次接触孔注入的示意图；

图6是接触孔沟槽刻蚀，去光阻，第二次接触孔注入，快速热退火的示意图；

图7是本发明方法的工艺流程图。

其中，1为硅衬底，2为二氧化硅阻挡层，3为Body区，4为源区，5为沟道型栅极，6为接触孔隔离层，7为第一次接触孔注入，8为第二次接触孔注入，9为接触孔沟槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明所提及的功率MOS晶体管器件，在原有结构的基础上，通过新的Body注入与接触孔注入工艺，减少了Body光刻层与一道接触孔沟槽刻蚀，同样在MOS晶体管的接触孔底部形成了肖特基二极管。如图3-图7所示，本发明的具体工艺实现流程如下：

(1)在已做完栅极二氧化硅阻挡层2刻蚀的基片(硅衬底1)上进行Body注入，去除光阻，热扩散Body推进，形成Body区3，见图3；该步骤中根据不同的阈值电压要求，Body注入的能量为120KeV-240KeV，剂量为0.8-2.4E13，角度为0-15度，推进的时间为30-100分钟，温度在1000-1150摄氏度；Body区的形成在确保MOS晶体管器件沟道形成的同时，还需确保接触孔沟槽侧壁与Body区接触，并确保Body区不会扩散至接触孔沟槽底部区域；

(2)栅极沟道刻蚀，深度为1.0至2.0um(微米)，形成沟道型栅极5；

(3)源注入，能量50-80KeV，剂量1.0-8.0E15，源区4推进温度在900-950摄氏度，时间为30-60分钟，见图4；

(4)接触孔隔离层6刻蚀(接触孔曝光、刻蚀至外延层表面，外延层过刻蚀100-500埃)；