[发明专利]一种MOS结构沟槽二极管器件及其制造方法

权利要求书

1.一种MOS结构沟槽二极管器件的制造方法，其特征在于：步骤一，在第一导电类型的硅衬底上生长第一导电类型的外延层，在所述外延层上采用热氧化工艺生长场氧化层；

步骤二，所述场氧化层上涂敷第一光刻胶层，对第一光刻胶层进行曝光和显影形成图形，用干法蚀刻在场氧化层上形成第一工艺窗口，实现外延层的局部裸露，去除第一光刻胶层；

步骤三，采用热氧化工艺在所述外延层的裸露处生长出栅氧化层；

之后采用CVD工艺在最外层上沉积原位掺杂的第一导电类型多晶硅层，所述多晶硅层上采用CVD工艺沉积无掺杂的SiO₂层，在所述SiO₂层上淀积第二光刻胶层；

步骤四，采用光刻工艺在第二光刻胶层上形成光刻胶图形，干法刻蚀工艺逐步刻蚀SiO₂层以及多晶硅层，保留第二光刻胶层；

步骤五，利用保留的第二光刻胶层、场氧化层作为掩蔽膜，采用离子注入工艺，离子注入能量为80keV～200keV，形成第二导电类型的第一掺杂区，完成后去除第二光刻胶层；

步骤六，利用多晶硅层及SiO₂层、场氧化层作为掩蔽膜，采用离子注入工艺，离子注入能量为20keV～80keV，在第一掺杂区的上方形成第二导电类型的第二掺杂区；最后采用快速退火工艺或炉管热退火工艺进行注入离子激活及扩散；

步骤七、采用光刻工艺，形成第三光刻胶层，利用第三光刻胶层作为掩蔽膜，采用离子注入工艺，离子注入能量为20keV～80keV，在第二掺杂区的上方形成第一导电类型的第三掺杂区，去除第三光刻胶层；

步骤八、先采用干法刻蚀工艺均匀刻蚀去除裸露在最外层的栅氧化层，刻蚀厚度大于栅氧化层的厚度；

利用保留的SiO₂层、场氧化层作为掩蔽膜，采用硅沟槽刻蚀工艺，刻蚀出硅沟槽，刻蚀出的硅沟槽分别为原胞沟槽、原胞大沟槽、延展沟槽、截止沟槽；

步骤九、先采用CVD工艺，在刻蚀出的硅沟槽侧壁及最外表面，均匀淀积一层的无掺杂的二氧化硅外层；

再采用CVD工艺，在硅沟槽侧壁表面及最外表面，均匀淀积原位掺杂的第一导电类型多晶硅填充层，多晶硅填充层把沟槽内部填充满；

利用二氧化硅外层形成自掩蔽，采用干法刻蚀工艺进行多晶硅回刻，将位于第一掺杂区上方的本步骤所淀积多晶硅填充层去除；

步骤十、采用光刻工艺，形成第四光刻胶层，实现自原胞大沟槽中心向靠近延展沟槽侧的区域掩蔽，同时，掩蔽延展沟槽以及截止沟槽；

利用各向同性的湿法腐蚀或干法刻蚀工艺去除非掩蔽区的二氧化硅外层、SiO₂层；

完成后去除第四光刻胶层；

步骤十一、采用快速退火工艺或炉管热退火工艺对第三掺杂区、原位掺杂的多晶硅填充层掺杂杂质进行激活；

步骤十二、采用溅射或者CVD工艺在最外表面淀积一层金属膜；

采用光刻工艺对金属膜进行腐蚀，形成分离的第一金属层与第二金属层。

2.根据权利要求1所述的一种MOS结构沟槽二极管器件的制造方法，其特征在于：步骤一中，所述场氧化层的厚度为0.5μm～1.0μm；

步骤三中，栅氧化层的厚度为

多晶硅层的厚度为0.1μm～0.3μm；

SiO₂层的厚度为0.1μm～0.2μm。

3.根据权利要求2所述的一种MOS结构沟槽二极管器件的制造方法，其特征在于：步骤六中，采用快速退火工艺时，温度在950℃～1100℃范围内、时间在30S～120S范围内；

采用炉管热退火工艺时，温度在900℃～1000℃范围内、时间在30min～60min范围内。

4.根据权利要求1所述的一种MOS结构沟槽二极管器件的制造方法，其特征在于：原胞沟槽、原胞大沟槽、延展沟槽以及截止沟槽的深度均为2.5μm～3.0μm；

所述原胞沟槽的宽度为0.8μm～1.0μm；

所述原胞大沟槽的宽度为1.0μm～1.2μm；

所述延展沟槽的宽度为0.8μm～1.0μm；

所述截止沟槽的宽度在0.8μm～1.2μm范围内。