[发明专利]一种VDMOS器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体分立器件制造技术领域，具体涉及一种VDMOS器件的制造方法。

背景技术

VDMOS(vertical double-diffused metal oxide semiconductor)是垂直导电的双扩散功率器件，具有输入阻抗高、驱动功率低、开关速度快、热稳定性好等特点，同时它还具有负的温度系数，没有双极二极管所谓的二次击穿，这些优点使得VDMOS器件在航空航天、核工程等极端复杂环境下的应用越来越广泛。这样不可避免地要受到空间辐射和核辐射等强辐射应用环境的影响，导致器件电参数发生变化，对器件性能造成不同程度的破坏，可靠性下降，甚至使元器件完全失效。

传统VDMOS器件采用多晶硅自对准工艺，如图1(a)-(f)所示，在形成半导体衬底、外延层后，生长栅氧化层，淀积并刻蚀多晶硅；利用多晶硅的阻挡作用进行自对准的p体区注入和高温阱推，形成p体区；利用多晶硅和掩膜介质的阻挡作用进行离子注入，形成源极区；淀积介质层，并刻蚀得到接触孔；淀积金属层。

综上所述，VDMOS器件的制作工艺不可避免的要涉及高温热过程，这会给栅氧化层引入过多的界面态和缺陷，栅氧化层质量的下降将直接影响器件的性能，尤其器件应用在抗辐照领域时将更为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种VDMOS器件的制造方法，该方法能够避免现有制作工艺中的高温过程，提高栅氧质量；同时，采用厚氧结构，提高器件的抗击穿能力和动态特性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种VDMOS器件的制造方法，该方法包括以下步骤：

(1)在半导体衬底上制备外延层和生长场氧，场氧为SiO₂厚氧层；

(2)在SiO₂厚氧层两侧形成两个p体区，然后在两个p体区内形成N+源区；

(3)在SiO₂厚氧层、N+源区和p体区上方形成栅氧层(栅介质层)；

(4)在SiO₂厚氧层、部分N+源区和部分p体区上方形成栅极区(多晶硅)；

(5)在栅极区和所述栅氧层上方形成介质层；

(6)在所述介质层两端刻蚀形成源极接触孔；

(7)在所述源极接触孔内部形成源极金属层。

步骤(1)中，采用LOCOS(局部硅氧化隔离)工艺制备SiO₂厚氧化层，具体制备过程为：SiO₂厚氧层制备过程为：在外延层表面两侧依次进行热氧氧化和硬掩膜淀积，分别形成SiO₂氧化层和Si₃N₄硬掩膜；然后利用化学或物理淀积工艺淀积SiO₂厚氧层，并去除硬掩膜。

所述SiO₂厚氧层位于两个p体区之间，SiO₂厚氧层的厚度为0.4μm～1.2μm。

所述栅氧层在p体区掺杂和N+源区掺杂之后形成，所述栅氧层材料为SrTiO₃、HfO₂、ZrO₂或SiO₂。

所述介质层采用CVD(化学气相淀积)或PECVD(等离子体化学气相淀积)工艺制备，介质层材料为SiO₂、SiO₂/Si₃N₄复合层或硼硅玻璃。

步骤(7)中，所述源极金属层采用蒸发或溅射的方法制备，源极金属层的厚度为1.2μm～6μm；所述源极金属层同时接触介质层、N+源区和p体区。

本发明的有益结果如下：

本发明将栅氧工艺安排在p体区注入和N+源区注入之后，避免了高温热过程，同时，将p体区和N+源区注入光刻掩膜版合二为一，减少N+源区注入光刻版，大大节省了成本。

本发明通过增加在p体区间的厚氧层厚度，不仅提高了器件的抗单粒子性能，还改善了器件的动态性能。

附图说明

图1是现有技术中平面VDMOS器件的工艺流程示意图；

图2是本发明实施例1中VDMOS器件制作工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详述本发明。