[发明专利]一种深沟槽功率MOS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种深沟槽功率MOS器件，中心区是并联的单胞阵列，所述单胞阵列的外围设有终端保护结构，所述终端保护结构由位于内圈的至少一个保护环和位于外圈的一个截止环组成；所述截止环采用沟槽结构，沟槽位于第二导电类型掺杂区，其深度伸入第二导电类型掺杂区下方的第一导电类型外延层，沟槽壁表面生长有绝缘栅氧化层，沟槽内淀积有导电多晶硅，沟槽顶部设有金属连线，沟槽外侧由第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区构成，其中，第一导电类型掺杂区位于第二导电类型掺杂区的上部，所述金属连线通过接触孔将沟槽内的导电多晶硅与沟槽外侧的第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂层区连接成等电位，其特征在于：

所述保护环采用接触孔结构，保护环的接触孔与单胞的接触孔为同一制造层，其位于第一导电类型外延层上方的第二导电类型掺杂区内，保护环的接触孔内填充有浮置的金属连线；

所述截止环和单胞阵列的第二导电类型掺杂区为同一制造层；截止环和单胞阵列的第一导电类型掺杂区为同一制造层；场氧化硅层位于单胞阵列与截止环之间区域的上方，场氧化硅层是封闭的环状结构，其两侧有一层侧壁保护结构，该侧壁保护结构和场氧化硅层一起作为第一导电类型杂质离子和第二导电类型杂质离子自对准注入的阻挡层；

对于N型深沟槽功率MOS器件，所述第一导电类型是N型，第二导电类型是P型；对于P型深沟槽功率MOS器件，所述第一导电类型是P型，第二导电类型是N型。

2.根据权利要求1所述深沟槽功率MOS器件，其特征在于：所述保护环的接触孔为倒梯形结构，其底部及侧壁周围被第二导电类型掺杂区包裹。

3.一种深沟槽功率MOS器件的制造方法，其特征在于包括下列工艺步骤：

第一步，提供第一导电类型的具有两个相对主面的半导体外延层硅片；

第二步，于第一主面上形成第一氧化硅层，即场氧化硅层；

第三步，选择性的掩蔽和刻蚀第一氧化硅层，定义有源区和终端保护区；

第四步，于第一主面上形成第二氧化硅层，选择性的掩蔽和刻蚀第二氧化硅层，剩下的区域作为深沟槽刻蚀的硬掩膜；

第五步，利用硬掩膜层进行第一主面的深沟槽刻蚀，刻蚀完后把第二氧化 硅层去除；

第六步，于第一主面及深沟槽壁生长形成第三氧化层，即栅氧化硅层；

第七步，于第三氧化硅层表面形成导电多晶硅层；

第八步，对导电多晶硅进行普遍刻蚀，形成在沟槽内的导电多晶硅；

第九步，于具有场氧化硅层阻挡的第一主面中进行第二导电类型杂质离子注入，并通过炉管推结形成单胞阵列和截止环两者各自的第二导电类型掺杂区；

第十步，于第一主面淀积一层氮化硅层，因为是采用气相淀积的方式，这样在高台阶的场氧化硅层两侧生长的氮化硅层的厚度将为其它平坦区域氮化硅层厚度的2倍，通过普遍刻蚀的方式就可以在高台阶的场氧化硅层的侧壁形成残余的氮化硅层，以此作为场氧化硅层的侧壁保护结构，并利用场氧化硅层及该侧壁保护结构作为阻挡层来实现第一主面中的第一导电类型杂质离子的自对准注入，再通过退火工艺形成第一导电类型掺杂区；

第十一步，介质层淀积并选择性的掩蔽和刻蚀，形成单胞阵列的接触孔、保护环的接触孔和截止环接触孔，并在接触孔刻蚀完以后，进行接触孔的第二导电类型杂质离子注入以及快速热退火，形成第二导电类型掺杂区；

第十二步，于介质层表面形成金属层，并选择性的掩蔽和刻蚀金属层；

第十三步，背面减薄以及背面金属层淀积形成漏电极；

对于N型深沟槽功率MOS器件的制造方法，所述第一导电类型是N型，第二导电类型是P型；对于P型深沟槽功率MOS器件的制造方法，所述第一导电类型是P型，第二导电类型是N型。

4.根据权利要求3所述深沟槽功率MOS器件的制造方法，其特征在于：在所述第十二步和第十三步之间还包括以下步骤：钝化层淀积，选择性的掩蔽和刻蚀钝化层。

5.根据权利要求3或4所述深沟槽功率MOS器件的制造方法，其特征在于：所述第九步中，截止环和单胞阵列两者的第二导电类型掺杂区，在同一个第二导电类型掺杂过程中形成。

6.根据权利要求3或4所述深沟槽功率MOS器件的制造方法，其特征在于：所述第十步中，截止环和单胞阵列两者的第一导电类型掺杂区，在同一个第一导电类型掺杂过程中形成。