[发明专利]沟槽型MOS晶体管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，更具体地说，本发明涉及一种沟槽型MOS晶体管制造方法。

背景技术

沟槽型MOS(trench MOS)晶体管作为一种新型垂直结构器件，是在VDMOS(垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管)的基础上发展起来的，两者均属于高元胞密度器件。但该结构与前者相比有许多性能优点：如更低的导通电阻、低栅漏电荷密度，从而有低的导通和开关损耗及快的开关速度。同时由于沟槽型MOS的沟道是垂直的，故可进一步提高其沟道密度，减小芯片尺寸。

图1是传统沟槽型MOS晶体管的横截面图。如图1所示，传统沟槽型MOS晶体管包括半导体衬底100、设置在半导体衬底100上的漏区101、在漏区101上形成的漂移区102、在漂移区上形成的沟道区103和在沟道区103上形成的源区104。其中，如图1所示，栅极结构包括形成在沟槽侧壁上的栅极氧化物层106以及填充了沟槽的栅极多晶硅105。

以N型沟槽型MOS晶体管为例，漏区101采用高掺杂的N型衬底。并在其上外延生长有低浓度的N型掺杂剂作为漂移区102。沟道体103可注入有P型掺杂剂。源区104可注入有N型掺杂剂。

在现有技术中，阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三道工艺是三个步骤完成的；具体地说，在根据现有技术的沟槽型MOS晶体管制造方法中，依次执行沟槽的光刻与刻蚀、栅极结构的形成、层间电介质(Inter Layer Dielectrics)的沉积及接触孔形成前的光刻与刻蚀、阱区注入、源区注入、接触孔形成、以及金属光刻与刻蚀等步骤。但是，由于阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三道工艺是三个步骤完成的，所以需要3块光罩来完成这三道工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够将阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三道工艺集成在一道光刻工艺中的沟槽型MOS晶体管制造方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种沟槽型MOS晶体管制造方法，于包括：沟槽形成步骤，用于在硅片中形成沟槽；栅极结构的形成步骤，用于在沟槽中形成栅极结构；层间电介质的沉积及刻蚀步骤，用于沉积层间电介质层，并通过刻蚀在层间电介质层中形成两种接触孔的图案，一种是对应于与有源区接触的接触孔的图案，另一种是作为器件外围保护环的图案；在两种接触孔中离子注入B和P，在有源区形成阱区和源区，同时在保护环区形成保护环；第一沉积步骤，用于在两种接触孔的图案中沉积正硅酸乙酯；第二沉积步骤，用于在两种接触孔的图案中沉积硼磷硅玻璃；硼磷硅玻璃回流步骤，用于对硼磷硅玻璃进行回流，将保护环区的接触孔密封；硼磷硅玻璃刻蚀步骤：对硼磷硅玻璃进行刻蚀以形成与有源区接触的接触孔的隔离物，从而将与有源区接触的接触孔的初始关键尺寸缩小为最终关键尺寸；硅片刻蚀步骤，用于以正硅酸乙酯和硼磷硅玻璃为阻挡层对硅衬底进行刻蚀，以形成与有源区接触的接触孔；后续沉积刻蚀步骤，用于形成接触孔阻挡层并沉积金属，再对金属进行刻蚀。

优选地，所述第二沉积步骤沉积的硼磷硅玻璃厚度由与有源区接触的接触孔的初始关键尺寸以及形成保护环的接触孔的关键尺寸决定。

优选地，所述第一沉积步骤沉积的正硅酸乙酯的厚度为

优选地，所述第二沉积步骤沉积的硼磷硅玻璃的厚度为

优选地，所述硼磷硅玻璃回流步骤的回流温度为700℃-900℃。

优选地，后续沉积刻蚀步骤沉积的金属为金属钨。

在本发明中，第一沉积步骤、第二沉积步骤、硼磷硅玻璃回流步骤、硼磷硅玻璃刻蚀步骤、硅片刻蚀步骤以及后续沉积刻蚀步骤形成了本发明实施例的改进后的接触孔形成处理。由此，初始有两种尺寸的接触孔即与有源区接触的接触孔和形成保护环的接触孔，有源区接触的接触孔最初作为阱区和源区离子注入的区域，在完成注入后通过第一沉积步骤、第二沉积步骤、硼磷硅玻璃回流和硼磷硅玻璃刻蚀步骤达到尺寸的缩小，形成最终关键尺寸以作为阱区和源区的接触孔；同时形成保护环的接触孔最初作为保护环注入的区域，经过以上几个步骤后最终被密封来作为器件的保护环。由此，使得将阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三步整和到同一道光刻工艺中变得可行，也就有可能使得阱区注入、源区注入以及接触孔形成这三步只使用一块光罩。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了沟槽型MOS晶体管的结构。

图2示意性地示出了根据本发明实施例的沟槽型MOS晶体管制造方法的流程图。