[发明专利]垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件，还涉及一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的制造方法。

【背景技术】

垂直双扩散金属氧化物半导体场效应(VDMOS)器件的导通电阻Ron＝Rcs+Rbs+Rch+Ra+Rj+Re+Rbd+Red；其各部分的含义为：Rcs为源极引线与N+源区接触电阻；Rbs为源区串联电阻；Rch为沟道电阻；Ra为栅电极正下方N-区表面积累层电阻；Rj为相邻两P阱间形成的J型管区电阻；Re为高阻外延层的导通电阻；Rbd为漏极N+层(即衬底)的导通电阻；Red为漏极接触电阻。VDMOS器件正常工作时的功耗主要来自器件的导通电阻，导通电阻越大，VDMOS器件功耗越大，器件的使用局限性也就越大，器件的性能也就越差，为提高器件的性能需要尽可能低的导通电阻。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种低导通电阻的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件。

一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件，包括如下结构：衬底；外延层，设于所述衬底上；阱区，由所述外延层背对衬底的一面延伸至外延层内部；源区，由所述阱区表面延伸至内部；栅氧层，设于所述外延层上且仅覆盖外延层的一部分；栅极区，设于所述栅氧层上；玻璃层，设于所述栅极区和所述阱区上，且仅覆盖所述栅极区和阱区的一部分；以及金属电极层，覆盖于所述外延层、栅极区及玻璃层上；所述外延层包括设于所述衬底上的第一外延层和设于所述第一外延层上的第二外延层；所述第一外延层的多数载流子浓度小于所述第二外延层的多数载流子浓度。

优选的，所述衬底的多数载流子浓度大于所述第二外延层的多数载流子浓度。

优选的，所述衬底、外延层及源区均为N型，所述阱区为P型。

优选的，所述衬底和外延层的材料为硅，所述栅氧层的材料为二氧化硅，所述栅极区的材料为多晶硅，所述玻璃层的材料为磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，所述金属电极层的材料为铝或铝硅。

优选的，所述阱区包括靠近所述外延层表面的浅结区和靠近所述衬底的深阱区。

还有必要提供一种上述垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的制造方法。

一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的制造方法，包括下列步骤：在N型的衬底上外延生长N型的外延层；在所述外延层内掺杂形成P型区；在所述外延层上热氧化生长栅氧层，所述栅氧层仅覆盖外延层的一部分；在所述栅氧层上淀积形成栅极区；对所述P型区进行推进，并通过掺杂工艺在所述外延层内形成阱区；通过掺杂在所述阱区内形成N型的源区；在所述栅极区和阱区上淀积形成玻璃层，所述玻璃层且仅覆盖所述栅极区和阱区的一部分；在所述外延层、栅极区及玻璃层上淀积形成金属电极层；所述在N型的衬底上外延生长N型的外延层的步骤，是在所述衬底上外延生长第一外延层，在所述第一外延层上外延生长第二外延层；所述第一外延层的多数载流子浓度小于所述第二外延层的多数载流子浓度。

优选的，所述衬底的多数载流子浓度大于所述第二外延层的多数载流子浓度。

优选的，所述衬底和外延层的材料为硅，所述栅氧层的材料为二氧化硅，所述栅极区的材料为多晶硅，所述玻璃层的材料为磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，所述金属电极层的材料为铝或铝硅。

上述垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件，采用多层外延的结构，通过调整外延层的浓度关系，在保证器件耐压的基础上降低了器件的导通电阻。

【附图说明】

图1是一实施例中步骤S110完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图2是一实施例中步骤S120完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图3是一实施例中步骤S140完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图4是一实施例中步骤S150完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图5是一实施例中步骤S160完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图6是一实施例中步骤S170完成后垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图7是一实施例中垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的剖面图；

图8是一实施例中垂直双扩散金属氧化物半导体场效应器件的制造方法的流程图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。