[发明专利]垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管及制备方法

说明书

本发明公开了一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管及制备方法，管中，N型埋层层叠于P型衬底的上表面，N型埋层内注入有N型离子，N型外延层层叠于N型埋层的上表面，N型外延层内设有注入P型离子的P阱，P阱包括背栅P区和分压隔离环P区，背栅P区内分别形成有N+接触区，N+接触区注入有N型离子，栅氧化层层叠于N型外延层的上表面，栅氧化层上形成有多晶硅栅极，中间介质层层叠于栅氧化层及多晶硅栅极上，D端接触孔依次穿通中间介质层、栅氧化层、N型外延层及N型埋层，S端接触孔依次穿通中间介质层、栅氧化层及N+接触区，G端接触孔依次穿通中间介质层与多晶硅栅极。

技术领域

本发明涉及单片集成工艺技术领域，尤其涉及一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管及制备方法。

背景技术

BCD（BIPOLAR-CMOS-DMOS）集成工艺是一种单片集成工艺技术，将Bipolar（双极晶体管）、CMOS（互补金属氧化物半导体场效应管）和DMOSFET（双扩散金属氧化物半导体场效应管）器件同时制作在同一芯片上。它综合了各自的优点，使其具有各自分立时的良好性能。整合过的BCD 工艺，可大幅降低功率耗损，提高系统性能，节省成本，可靠性更好。其中，DMOSFET器件是由成百上千的单一结构的DMOSFET 单元所组成的。这些单元的数目是根据一个芯片所需要的驱动能力所决定的，DMOSFET的性能直接决定了芯片的驱动能力和芯片面积。DMOSFET的主要技术指标有：耐压、导通电阻、阈值电压等。

DMOSFET主要有两种类型：横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET和垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管VDMOSFET。BCD中的高压器件常采用的是LDMOSFET，但是，由于LDMOSFET要达到很高的耐压时，结构中需要设计漂移区（漂移区的杂质浓度比较低），使得漏端区占了很大的面积，同时也会造成器件的导通电阻增加。VDMOSFET的耐压非常高，但由于是纵向结构，漏端从背面引出，不适合与平面结构的BCD集成工艺相结合，兼容性较差。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管及制备方法，克服漏端区占用面积大且导通电阻增加以及兼容平面结构的BCD集成工艺且耐压高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管包括，

P型衬底，

N型埋层，其层叠于所述P型衬底的上表面，所述N型埋层内注入有N型离子，

N型外延层，其层叠于所述N型埋层的上表面，所述N型外延层内设有注入P型离子的P阱，所述P阱包括背栅P区和分压隔离环P区，所述背栅P区内分别形成有N+接触区，所述N+接触区注入有N型离子，

栅氧化层，其层叠于所述N型外延层的上表面，所述栅氧化层上形成有多晶硅栅极，

中间介质层，其层叠于所述栅氧化层及多晶硅栅极上，

D端接触孔，其依次穿通中间介质层、栅氧化层、N型外延层及N型埋层，

S端接触孔，其依次穿通中间介质层、栅氧化层及N+接触区，

G端接触孔，其依次穿通中间介质层与多晶硅栅极。

所述的一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管中，所述D端接触孔、S端接触孔和G端接触孔内填充有填充物。

所述的一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管中，所述填充物包括Ti、TiN和金属钨。

所述的一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管中，所述背栅P区和分压隔离环P区均至少为一个，所述D端接触孔和S端接触孔均至少为一个，G端接触孔至少为一个。

所述的一种垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管中，所述D端接触孔为沟槽型接触孔。