[实用新型]一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构

说明书

本实用新型公开了一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构及其制备方法，MOSFET结构，包括基片和外延层，且外延层上淀积有重掺杂多晶硅层形成源区，外延层内设有沟槽，沟槽内部和侧壁上淀积有栅氧化物层，且外延层内部的栅氧化层的厚度小于源区内的栅氧化物层的厚度。本实用新型的优点是：比传统MOSFET整个工艺流程更为简单，通过淀积多晶硅形成的源区宽度更易控制，增强了的源区的可靠性，且不会影响沟道长度。

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，更确切地说是一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构及其制备方法。

背景技术

沟槽MOSFET是近年来发展的新一代功率MOSFET，以N型沟槽MOSFET元胞为例，简要工艺流程如下。首先在N-外延层表面刻蚀出沟槽，沟槽内生长栅氧化层，淀积填充满N型重掺杂多晶硅形成栅极。然后外延层表面注入硼离子加热扩散后形成P-沟道区，再低能量注入磷离子形成N+源区。外延层表面刻蚀出接触孔，填充金属，连接沟道区和源区，背面N+衬底作为漏区。因其与传统MOSFET相比具有开关速度快，低导通电阻，高耐压，大电流，热稳定性好等优点，现已经得到广泛应用。元胞结构如图16所示。

如今沟槽MOSFET源区形成的工艺，一般都是在沟道注入后，在外延层表面通过离子注入，注入低能量重掺杂的杂质，再经过热扩散形成。这样形成的源区宽度受到源区和沟道区离子注入的能量以及剂量影响，不易控制，很可能出现源区过窄或者沟道过短，影响MOSFET器件性能。

鉴于上述原因，本实用新型提出了一种运用淀积在外延层表面的重掺杂多晶硅作为源极区的结构，并阐述了制备该结构的工艺流程，与传统沟槽MOSFET工艺流程相比，新结构制备流程更为简易，且不影响MOSFET基本电性参数，更好的控制源极区域的大小，省去了源区离子注入以及扩散工艺，增强了的源极区的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构的制备方法，其可以解决现有技术中的上述缺点。

本实用新型采用以下技术方案：

一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构的制备方法，包括以下步骤：

制作外延圆片，该外延圆片由低电阻率的N型基片和特定电阻率的N型外延层组成；

在外延层表面注入P型杂质，注入能量在100～200keV，并进行退火，形成沟道区；

在外延层表面淀积一层重掺杂多晶硅，厚度为2～4um，退火，形成源区；

在多晶硅表面生长一层掩蔽层；

在掩蔽层上淀积一层光刻胶，进行沟槽光刻，刻蚀掉所需刻蚀沟槽处的掩蔽层，形成刻蚀窗口；

去除表面多余光刻胶，在掩蔽层的作用下进行沟槽刻蚀；

生长一层待牺牲氧化层再去除；在外延层表面以及表面热生长一层100-800A的牺牲氧化层，然后刻蚀去除；

去除牺牲氧化层后，再在沟槽表面以及多晶硅表面生长一层较薄的氧化层，形成栅氧，氧化层的厚度为200～1000A，其可以根据产品实际参数需求进行选择；

淀积N型重掺杂的多晶硅，将沟槽填充满，降低电阻率；

刻蚀掉多余的多晶硅，保证沟槽内多晶硅表面与源区多晶硅持平，保证器件沟道能形成，并在表面淀积一层介质层；

进行接触孔开口光刻；

去除多余光刻胶，进行接触孔刻蚀；

接触孔注入；

接触孔金属填充,淀积一层接触孔金属并刻蚀表面多余金属。

一种多晶硅作为源区的沟槽MOSFET结构，其通过上述的方法制备得到。