[实用新型]平面型功率MOS器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率MOS器件，具体涉及到一种平面型功率MOS器件。

背景技术

功率MOS场效应管的使用和发展已经有多年的历史，其设计和制造方法一直在不断地改进，从性能上，主要是朝着高耐压、低导通电阻、高频率、高可靠性的方向发展。但随着市场竞争的日趋激烈，对于成本的控制要求也越来越高，如何在保证器件的性能不下降的前提下，尽量地降低制造成本，已经成为现今技术研发领域的重要方向。

对于功率MOS器件来讲，控制制造成本，主要有两个方向：第一为减小芯片面积，即在同样大小的硅片上做出更多的芯片；第二减少光刻的次数，简化制造工艺，一般来说，生产成本与光刻的次数成正比，减少光刻次数对降低成本意义重大。

如图1所示，功率MOS器件的结构通常包括：元胞区(也称单胞区)以及位于元胞区周围的终端保护环结构，元胞区的元胞集成度和终端保护结构的耐压能力共同影响着产品的特性，目前，传统的平面型功率MOS器件，通常要经过六至七次光刻完成，工艺步骤繁多，制造成本较高。具体的制造方法包括以下步骤：

第一步：场氧化层生长；

第二步：保护环区光刻/刻蚀/注入/推阱(光刻版1)；

第三步：有源区光刻/刻蚀(光刻版2)；

第四步：多晶硅生长/光刻/刻蚀(光刻版3)；

第五步：P阱注入推阱；

第六步：N+源极光刻/注入(光刻版4)；

第七步：介质淀积；

第八步：接触孔光刻/刻蚀(光刻版5)；

第九步：金属层光刻/刻蚀(光刻版6)。

当然，有些高压器件还需要钝化层保护，光刻版数会增加至七次。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可以大幅降低制造成本的平面型功率MOS器件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种平面型功率MOS器件，包括：半导体基板，半导体基板下部为重掺杂的第一导电类型衬底，上部为轻掺杂的第一导电类型漂移区；半导体基板上设置有由并联的单胞组成阵列布置的中心区即单胞区、位于单胞阵列外围的终端保护结构，单胞阵列通过导电多晶硅连成一个整体，终端保护结构包括位于内圈的场限环区和位于外围的截止环区，场限环区中设置有至少一个场限环，截止环区设置有至少一个截止环。

所述的中心区在第一导电类型漂移区内间断设置有至少一个栅极多晶硅区，所述的场限环区在第一导电类型漂移区内间断设置有至少一个场限环多晶硅区，所述的栅极多晶硅区、场限环多晶硅区与第一导电类型漂移区之间设有用于隔离的绝缘栅氧化层；相邻的栅极多晶硅区之间、相邻的场限环多晶硅区之间以及相邻的栅极多晶硅区与场限环多晶硅区之间在第一导电类型漂移区内分别设置有一个第二导电类型阱；中心区所对应的第二导电类型阱内设置有两个第一导电类型注入区；所述截止环区内对应的第二导电类型阱内设置有一个第一导电类型注入区；第一主面上覆盖有绝缘介质层，绝缘介质层在两两栅极多晶硅区之间以及截止环区开设有接触孔，中心区的绝缘介质层和接触孔中淀积有中心区金属，形成源极，截止环区的绝缘介质层和接触孔中淀积有截止环金属；第二主面上淀积有第二金属，形成漏极。

所述的场限环区在第一导电类型漂移区间断设置有至少两个场限环多晶硅区。

本实用新型还提拱了一种可以减少光刻次数、从而降低制造成本的平面型功率MOS器件的制造方法，其步骤为：

a)在第一导电类型衬底上生长第一导电类型外延层即第一导电类型漂移区，形成半导体基板，第一导电类型外延层的表面为第一主面，第一导电类型衬底的表面为第二主面；

b)在第一主面上生长绝缘栅氧化层；

c)淀积导电多晶硅；

d)选择性地掩蔽和刻蚀导电多晶硅，形成间断的多晶硅体；间断的多晶硅体包括：单胞区的MOS栅极多晶、场限环多晶和多晶阻挡块，多晶阻挡块的宽度不能太大，以保证后续注入在其两边的第二导电类型杂质在推阱后能够扩散在一起；同样，多晶阻挡块的宽度也不能太小，以保证后续注入在其两边的第一导电类型杂质在推阱后不相接；

e)注入第二导电类型杂质、并热推阱，形成第二导电类型阱；此处由于推阱作用，位于多晶阻挡块两边的第二导电类型杂质会扩散相接，形成MOS的阱区：

f)淀积绝缘介质层；

g)涂光刻胶，光刻显影光刻胶形成孔刻蚀的掩膜结构；

h)以g)步骤形成的掩膜，刻蚀绝缘介质层，在单胞区中露出多晶阻挡块；

去除光刻胶