[发明专利]栅总线加强的沟槽MOS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种栅总线加强的沟槽MOS器件，该器件由位于中部的有源区（1）和位于周边包围有源区（1）的栅总线区（2）构成；在截面上，所述器件包括位于硅片背面第一导电类型重掺杂的漏极区（3），位于漏极区（3）上方第一导电类型轻掺杂的外延层（4）；

所述有源区（1）由若干重复排列的沟槽MOS单胞并联构成；每个沟槽MOS单胞包括位于所述外延层（4）内上部的第二导电类型轻掺杂的阱层（5）；穿过所述阱层（5）并延伸至外延层（4）内的栅沟槽（6）；在所述阱层（5）上部内且位于所述栅沟槽（6）周边的第一导电类型重掺杂的源极区（7）；所述栅沟槽（6）内第一导电类型重掺杂的栅导电多晶硅（8）；所述栅导电多晶硅（8）与栅沟槽（6）内壁之间的栅氧化层（9）；

所述栅总线区（2）由若干栅总线构成；每个栅总线包括位于所述外延层（4）内的栅总线沟槽（10）；所述栅总线沟槽（10）内第一导电类型重掺杂的栅总线导电多晶硅（11）；所述栅总线导电多晶硅（11）与栅总线沟槽（10）内壁之间的隔离氧化层（12）；包裹所述栅总线沟槽（10）的底部，位于所述外延层（4）内的第一导电类型掺杂加强区（13）；

其特征在于：所述栅总线沟槽（10）与所述栅沟槽（6）互相连通；所述栅总线沟槽（10）开口尺寸大于所述栅沟槽（6）开口尺寸；所述栅导电多晶硅（8）与所述栅总线导电多晶硅（11）互相连接；所述隔离氧化层（12）的厚度大于所述栅氧化层（9）的厚度；所述掺杂加强区（13）的掺杂浓度大于所述外延层（4）的掺杂浓度。

2.根据权利要求1所述的沟槽MOS器件，其特征在于：所述外延层（4）上表面设有层间介质层（14）；穿透所述层间介质层（14）连接所述源极区（7）的源极接触孔（15）；穿透所述层间介质层（14）连接所述栅总线导电多晶硅（11）的栅极接触孔（16）。

3.根据权利要求1所述的沟槽MOS器件，其特征在于：所述隔离氧化层（12）的厚度是所述栅氧化层（9）厚度的1.1倍至40倍。

4.根据权利要求1所述的沟槽MOS器件，其特征在于：所述掺杂加强区（13）杂质掺杂浓度是所述外延层（4）杂质掺杂浓度的1.1倍至1000倍。

5.一种用于制造所述权利要求1栅总线加强的沟槽MOS器件的制造方法，其特征在于：该方法包括下列工艺步骤：

步骤一、在作为MOS漏极区（3）的第一导电类型重掺杂单晶硅衬底上，生长第一导电类型轻掺杂外延层（4）；

步骤二、在外延层表面沉积氮化硅介质层（17）；

步骤三、对氮化硅介质层（17）实施光刻，定义出沟槽图形；包括栅沟槽（6）图形和栅总线沟槽（10）图形；

步骤四、采用干法刻蚀方法，选择性除去未被光刻胶保护的氮化硅，曝露出沟槽图形对应的外延层，而除去光刻胶后保留下来的氮化硅介质层（17）作为介质硬掩膜使用；

步骤五、以介质硬掩膜为保护，采用干法刻蚀方法选择性刻蚀曝露出的外延层单晶硅，在外延层中形成沟槽；

步骤六、在整个结构表面生长隔离氧化层（12），有介质硬掩膜覆盖的区域不会生长；

步骤七、以介质硬掩膜为保护，进行第一导电类型杂质的离子注入，在沟槽底部的隔离氧化层内形成第一导电类型临时掺杂区（18）；

步骤八、实施光刻，曝露出有源区（1），采用湿法腐蚀，选择性去除未被光刻胶保护的覆盖栅沟槽的隔离氧化层；

步骤九、实施热扩散，将临时掺杂区（18）内的杂质扩散入外延层（4）中，形成包裹栅总线沟槽底部的掺杂加强区（13）；

步骤十、采用湿法腐蚀，选择性去除介质硬掩膜；然后在整个结构表面生长栅氧化层（9）；至此，栅沟槽（6）被栅氧化层（9）覆盖，栅总线沟槽（10）被隔离氧化层（12）覆盖；

步骤十一、在整个结构上沉积第一导电类型重掺杂导电多晶硅，完全填充满上表面的凹陷；

步骤十二、采用干法刻蚀方法，选择性除去部分导电多晶硅，使栅导电多晶硅（8）上表面与外延层（4）上表面平齐；由于栅总线沟槽（10）开口尺寸大于栅沟槽（6）开口尺寸，栅总线导电多晶硅（11）上表面略低于外延层（4）上表面；

步骤十三、实施光刻，曝露出有源区（1），进行第二导电类型的离子注入，在有源区（1）形成第二导电类型的阱层（5）；随后进行第一导电类型的离子注入，在阱层（5）内形成第一导电类型重掺杂的源极区（7）；

步骤十四、在整个结构表面沉积二氧化硅层，或者二氧化硅层和氮化硅层构成的复合介质层，构成器件层间介质层（14）；

步骤十五、实施光刻定义出接触孔图形，经过对层间介质层（14）和单晶硅的干法刻蚀，在阱层（5）中制作出底部低于源极区（7）的源极接触孔（15），同时，经过对层间介质层（14）和栅总线导电多晶硅（11）的干法刻蚀，形成连接栅总线导电多晶硅（11）的栅极接触孔（16）。