[发明专利]沟渠式MOS整流器及其制造方法

权利要求书

1.一种沟渠式MOS整流元件的制造方法，其特征是，所述沟渠式MOS整流元件的制造方法至少包含以下步骤:

提供一n+半导体基板具有一n-磊晶层形成于其上；

形成一绝缘层于所述n-磊晶层上；

定义并蚀刻所述绝缘层以形成多个主动区沟渠；

去除所述绝缘层；

以热氧化工艺形成一第一氧化层于所有沟渠底、侧壁及平台上，以作为沟渠栅极氧化层；

沉积一导电性杂质掺杂的多晶硅层以填补所述多个沟渠；

施以非等向蚀刻的回蚀工艺以去除平台上的所述多晶硅层，以所述多个平台上的所述第一氧化层为蚀刻终止层；

移除所述第一氧化层；

以热氧化工艺再形成一平面栅极氧化层于蚀刻后的表面上；

沉积一第二导电性杂质掺杂的多晶硅层于所有裸露的表面上；

形成一光阻图案于主动区上，所述光阻图案定义源极区及沟渠式MOS平面栅极，所述源极及所述平面栅极区预地区位于所述多个主动区沟渠之间的所述n-磊晶层的平台内；

施以蚀刻技术以移除未被所述光阻图案掩膜的第二多晶硅层以形成沟渠式MOS平面栅极及源极预定区；

施以离子布植布植p型导电性杂质于所述多个源极区预定区及未被掩膜的沟渠多晶硅层上，以所述光阻图案为掩膜；

移除未被所述光阻图案掩膜的所述平面栅极氧化层；

去除所述光阻图案；

施以退火工艺以活化所述多个掺杂离子；

移除未被所述平面栅极掩膜的所述平面栅极氧化层；

施以自对准金属硅化层技术，以形成金属硅化层于裸露的所有多晶硅层及平台上；

形成顶部金属层于所有裸露的表面上；

以光阻图案及蚀刻技术定义金属垫，以作为所述沟渠式MOS的阳极；

施以所述n+半导体基板背面研磨以研磨至预定厚度的n+半导体基板；

形成一金属层于所述n+半导体基板背面，以作为n+半导体基板阴极。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征是，所述主动区沟渠的深宽比约为1:1~50:1，而主动区沟渠及所述平台区宽度比约为1:1~1:10。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征是，所述主动区沟渠内栅极氧化层厚度约为80~800nm并且随所述MOS耐高压能力的增加而增加。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征是，所述制造方法更包含在回蚀步骤之后及移除所述第一氧化层之前，形成一CVD氧化层于所有裸露的表面，再以光阻图案定义主动区，施以非等向蚀刻将清除主动区氧化层，再去除光阻，以增加所述主动区以外的终止区的氧化层厚度。

5.一种沟渠式MOS整流元件，其特征是，所述沟渠式MOS整流元件至少包含:

多个主动区沟渠形成于重掺杂的n+半导体基板上的n-磊晶层内，所述多个沟渠内具有沟渠栅极氧化层形成于所述多个沟渠底部及侧壁，p型掺杂的多晶硅层则填满其内；

平面栅极包括栅极氧化层及栅极多晶硅导电层依序形成于所述多个主动区沟渠与沟渠之间的平台上；

源极区形成于所述多个平台下方的n-磊晶层内且相邻于所述平面栅极；

一顶层金属层覆盖所述主动区作为阳极，及一金属层作为阴极形成于所述重掺杂的n+半导体基板上。

6.如权利要求5所述的沟渠式MOS整流元件，其特征是，所述沟渠栅极氧化层的厚度约为80nm~800nm，所述平面栅极氧化层的厚度约为2~20nm。

7.如权利要求5所述的沟渠式MOS整流元件，其特征是，所述沟渠式MOS整流元件更包含自对准金属硅化物层形成于所述顶部金属层之下的所述多个多晶硅层及所述多个源极区之间。

8.一种沟渠式MOS整流元件，其特征是，所述沟渠式MOS整流元件至少包含:

多个主动区沟渠通过n-磊晶层，而形成于重掺杂的n+半导体基板内，所述多个沟渠内具有沟渠栅极氧化层形成于所述多个沟渠底部及侧壁，再填满p型掺杂的多晶硅层；

平面栅极包括栅极氧化层及导电层依序形成于所述多个主动区沟渠与沟渠之间的平台上；

源极区形成于所述多个平台下方的n-磊晶层内且相邻于所述平面栅极；及

一顶层金属层覆盖所述主动区作为阳极，及一金属层作为阴极形成于所述重掺杂的n+半导体基板上。