[发明专利]一种VDMOS器件及其的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率器件，特别涉及一种VDMOS器件及其的形成方法。

背景技术

垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS)作为功率器件的一种，由于其具有高输入阻抗和低导通压降的优点而被广泛应用。现有技术VDMOS器件的形成方法如公开号为CN 101515547A的中国专利申请中所公开的，具体如图1所示为VDMOS的结构示意图，包括：半导体基底01，所述半导体基底01包括衬底01a及位于衬底01a上的外延层01b；位于所述外延层01b表面的栅极结构，所述栅极结构包括栅极氧化层02及依次位于栅极氧化层02表面的栅极多晶硅层03及栅极金属层07；位于栅极结构两侧外延层01b内的阱区04及位于阱区04内的源区05，及位于源区05表面半导体基底01上的源极金属层06；位于衬底01a背面的漏极金属层08，所述背面是指衬底01a上器件生长面的相对面。所述栅极多晶硅层03与栅极金属层07构成了VDMOS器件的栅极G，所述源区05与源极金属层06共同构成了VDMOS器件的源极S，所述半导体基底01与漏极金属层08共同构成了VDMOS器件的漏极D。

继续参考图1，源区05的载流子通过阱区04后，以垂直基底表面方向流向漏极，以利于提高击穿电压，并能节约芯片面积。

现有技术还需要通过降低栅极和漏极间的电容值，以提高VDMOS的开关速度。

发明内容

本发明解决的问题是提供了一种VDMOS器件及其的形成方法，降低栅极和漏极间的电容值，提高VDMOS的开关速度。

为解决上述问题，本发明提供一种VDMOS器件，包括：

衬底，所述衬底包括正面及与所述正面相对的背面；

位于所述衬底正面的外延层；

位于所述外延层表面的栅极结构，所述栅极结构包括栅极氧化层及位于栅极氧化层表面的栅极多晶硅层；

分别位于所述栅极结构两侧外延层内的阱区及位于阱区内的源区；

位于所述衬底背面的漏极金属层；

其中，所述栅极氧化层包括底部栅极氧化层及位于所述底部栅极氧化层表面的抬高栅极氧化层，所述抬高栅极氧化层用以增加所述栅极多晶硅层和所述漏极金属层间的栅极氧化层厚度，降低所述栅极多晶硅层和所述漏极金属层间的电容值；与所述栅极氧化层相对的外延层内形成有离子掺杂区，所述离子掺杂区的掺杂离子类型与所述阱区的掺杂离子类型相同。

可选的，所述底部栅极氧化层的宽度大于所述抬高栅极氧化层的宽度。

可选的，所述抬高栅极氧化层的形状为梯形、矩形或者三角形。

可选的，所述底部栅极氧化层的厚度范围为800～2500埃，所述抬高栅极氧化层的厚度范围为100～1200埃。

可选的，所述离子掺杂区的掺杂浓度范围为1E15～1E17cm^-2。

本发明还提供一种VDMOS器件的形成方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括正面及与所述正面相对的背面，及位于所述衬底正面的外延层；

在所述外延层表面形成栅极氧化层，所述栅极氧化层包括底部栅极氧化层及位于所述底部栅极氧化层表面的抬高栅极氧化层；

形成位于栅极氧化层表面的栅极多晶硅层，所述栅极氧化层及栅极多晶硅层构成栅极结构；

形成分别位于所述栅极结构两侧外延层内的阱区及位于阱区内的源区；

形成位于所述衬底背面的漏极金属层；

其中还包括通过离子掺杂，在所述外延层内形成离子掺杂区，所述离子掺杂区位于所述栅极氧化层下方，且所述离子掺杂区的掺杂离子类型与所述阱区的掺杂离子类型相同。

可选的，所述离子掺杂在形成所述栅极氧化层前进行。

可选的，所述离子掺杂在形成所述栅极氧化层后进行，包括：形成所述栅极氧化层及栅极多晶硅层，接着断开所述栅极多晶硅层，暴露出部分的栅极氧化层；通过离子掺杂，在所述暴露出的栅极氧化层下方的衬底内形成离子掺杂区。

可选的，所述在所述外延层表面形成栅极氧化层包括：在所述多晶硅表面沉积氧化层，并对所述氧化层进行一次或多次图案化，形成底部栅极氧化层及位于所述底部栅极氧化层表面的抬高栅极氧化层。

可选的，所述在所述外延层表面形成栅极氧化层包括：在所述多晶硅表面沉积氧化层，并对所述氧化层图案化，形成底部栅极氧化层；接着在所述底部栅极氧化层表面沉积牺牲层，并刻蚀所述牺牲层形成开口，所述开口暴露出所述部分底部栅极氧化层；填充所述开口，形成抬高栅极氧化层。