[发明专利]一种横向MOSFET器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术，具体的说是涉及MOSFET(Metal Oxide Semiconductor field effect transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)器件，特别是LDMOS(Lateral Double-diffusion Metal Oxide Semiconductor field effect transistor，横向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管)器件的制造方法。

背景技术

功率MOSFET的两个关键参数是耐压(BV)和比导通电阻(R_on.sp)。通过增加漂移区长度和降低漂移区掺杂浓度可以提高耐压，然而，这两个方法都会增大器件的比导通电阻。在传统的功率MOSFET中，比导通电阻R_on,sp按照与耐压BV的关系式R_on,sp∝BV^2.5急剧增加，这个矛盾关系严重制约了功率器件的发展。

为了缓解耐压与比导通电阻之间的矛盾关系，槽型结构被引入功率器件中。相比于传统MOSFET，槽型功率MOSFET能有效地提高耐压，减小比导通电阻；同时，引入槽型结构后，器件横向尺寸减小，比导通电阻进一步减小，芯片集成度大大提高。鉴于这些优点，槽型功率器件成为了研究热门。

刻蚀、外延、淀积、离子注入等工艺都是半导体工艺中的常用步骤。相比于单晶硅器件，多晶硅器件存在正向电流小，反向泄露电流大的缺点，因此，多晶硅器件很少应用。然而，在二氧化硅表面淀积硅材料得到的都是多晶硅。SIMOX工艺是一种制备SOI材料的技术，通过在半导体表面注入氧离子，高温退火后，氧离子与周围的硅反应形成二氧化硅，在二氧化硅上表面仍保留有一层单晶硅，且该层单晶硅质量很好(如图1所示)。目前，通过键合、注氧隔离、智能剥离等技术可以制备绝缘体上硅，但这些技术都是用于材料制备阶段，很难在后续工艺中在二氧化硅表面得到单晶硅。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种槽型横向MOSFET器件的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种横向MOSFET器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：制备SOI材料基片；所述SOI材料基片包括衬底1、位于衬底1上表面的介质埋层2和位于介质埋层2上表面的第一导电类型半导体有源层3；

第二步：采用刻蚀工艺，在第一导电类型半导体有源层3中刻蚀出第一沟槽；

第三步：采用离子注入工艺，在第一沟槽侧壁与底部的第一导电类型半导体有源层3中注入离子，经退火后形成栅介质层6；所述栅介质层6与第一沟槽之间具有U型单晶硅有源层31；

第四步：采用外延生长工艺，在U型单晶硅有源层31上生长第一导电类型单晶硅半导体层7，所述第一导电类型单晶硅半导体层7填满第一沟槽；

第五步：采用刻蚀工艺，在第一导电类型单晶硅半导体层7中刻蚀出第二沟槽；

第六步：在第二沟槽中填充绝缘介质形成绝缘介质槽8；

第七步：采用离子注入工艺，在栅介质层6与绝缘介质槽8一侧侧壁之间的第一导电类型单晶硅半导体层7中注入第二导电类型半导体杂质形成第二导电类型半导体体区9；

第八步：采用刻蚀工艺，刻蚀栅介质层6远离第二导电类型半导体体区9一侧侧面的第一导电类型半导体有源层3，形成第三沟槽；

第九步：采用离子注入工艺，在第二导电类型半导体体区9靠近栅介质层6一侧注入第一导电类型半导体杂质形成第一导电类型半导体重掺杂源区101；在栅介质层6与绝缘介质槽8另一侧侧壁之间的第一导电类型单晶硅半导体层7上层注入第一导电类型半导体杂质形成第一导电类型半导体重掺杂漏区102；在第三沟槽下方的第一导电类型半导体有源层3中注入第一导电类型半导体杂质形成第一导电类型半导体场截止区11；

第十步：采用外延工艺，在第三沟槽中填充第二导电类型半导体接触区12；

第十一步：采用离子注入工艺，在第一导电类型半导体重掺杂源区101与绝缘介质槽8之间的第二导电类型半导体体区9上层注入第二导电类型半导体杂质形成第二导电类型半导体重掺杂体接触区132，在靠近第一导电类型半导体重掺杂源区101的第一导电类型半导体有源层3上层注入第二导电类型半导体杂质形成第二导电类型半导体重掺杂栅端欧姆接触区131；