[发明专利]自对准沟槽型功率器件及其制造方法

说明书

本发明提供了一种自对准沟槽型功率器件的制造方法，包括：在硅片表面注入离子并进行高温退火，形成P型和N型注入区域，依次制备第一氧化硅层、氧化镁层和第二氧化硅层；在第二氧化硅层上生长掩膜材料，以形成掩膜图形；进行刻蚀，形成沟槽；采用酸性溶液去除掩膜材料；在此时的硅晶片表面制备多晶硅层，使沟槽内填充上多晶硅；使用干法刻蚀将硅晶片表面的多晶硅去除；进行热氧化和干法刻蚀；对热氧化和干法刻蚀后的硅晶片进行注入，以形成源极接触区；在形成源极接触区的硅晶片表面制备金属层，并进行退火。相应地，本发明还提出了一种自对准沟槽型功率器件。通过该技术方案，减小了器件面积，降低了器件的导通电阻和制造成本，提高了器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种自对准沟槽型功率器件的制造方法和一种自对准沟槽型功率器件。

背景技术

沟槽型功率器件的用途非常广泛，其漏源两极分别位于器件的两侧，使电流在器件内部垂直流通，增加了电流密度，改善了额定电流，单位面积内的导通电阻也较小。

目前常用光刻工艺来形成沟槽型功率器件的有源区的源极金属接触，光刻工艺刻蚀的准确率高，其缺陷密度也较低。然而，为了在相同的面积下集成更多的芯片，必须缩小相邻沟槽的尺寸，此时，并联的电阻越多，总导通电阻越小，因此，相邻沟槽尺寸的缩小既可以起到降低总导通电阻的作用，又可以减小芯片面积，降低制造成本。然而，由于尺寸的缩小，对光刻精度的要求就更高，光刻机的成本本就十分昂贵，使用起来折旧速度很快，对光刻精度的要求就越高，购置光刻机的成本就更高，制作器件的耗时就会更长，不利于工业生产。

因此，如何在减小器件面积、降低导通电阻的同时提高沟槽密度、降低生产成本和提高生产效率，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以在减小器件面积、降低导通电阻的同时提高沟槽密度、降低生产成本和提高生产效率。

有鉴于此，本发明提出了一种自对准沟槽型功率器件的制造方法，包括：在硅片表面通过离子注入的方式注入离子，以得到硅晶片；对所述硅晶片进行高温退火工艺，以在所述硅晶片内部形成P型注入区域和N型注入区域；在所述硅晶片的表面依次制备第一氧化硅层、氧化镁层和第二氧化硅层；在所述第二氧化硅层上生长掩膜材料，以形成掩膜图形；对形成掩膜图形的硅晶片进行刻蚀，形成沟槽；采用酸性溶液去除所述形成掩膜图形的硅晶片上的掩膜材料；在去除所述掩膜材料的硅晶片的表面制备多晶硅层，以使所述沟槽内填充上所述多晶硅；使用干法刻蚀将已制备所述多晶硅的硅晶片表面的多晶硅去除；对去除所述多晶硅的硅晶片进行热氧化和干法刻蚀；对热氧化和干法刻蚀后的硅晶片进行注入，以形成源极接触区；在形成所述源极接触区的硅晶片表面制备金属层，并进行退火。

在该技术方案中，使用自对准方式取代光刻工艺，使得在制造高密度沟槽的沟槽型功率器件时，不必受光刻精度的限制，这样，既能提高沟槽密度，减小器件面积，也能保证工艺简洁，降低制造成本。

在上述技术方案中，优选地，通过离子注入方式注入的离子包括：氢离子、氦离子、硼离子、砷离子和/或铝离子。

在该技术方案中，在硅片表面通过离子注入的方式注入离子，可以是氢离子、氦离子、硼离子、砷离子、铝离子中几种离子的复合，当然，还可以是根据需要除此之外的其他离子的复合。

在上述技术方案中，优选地，所述高温退火工艺的温度范围为500℃至2000℃，持续时间为10分钟至1000分钟。

在该技术方案中，高温退火工艺的温度范围可以取为500℃至2000℃中的任一值，当然，还可以是根据需要除此之外的其他值；持续时间可以是10分钟至1000分钟中的任一值，当然，还可以是根据需要除此之外的其他值。

在上述技术方案中，优选地，所述掩膜材料包括光刻胶和介质层。