[发明专利]一种槽型横向MOSFET器件的制造方法

摘要

一种槽型横向MOSFET器件的制造方法，属于功率半导体器件制造技术领域。本发明通过刻蚀深槽、热生长形成绝缘介质层、淀积半导体层、平坦化半导体层、倾斜离子注入、高温推结、淀积绝缘介质以及平坦化绝缘介质，最后形成有源区和电极等关键工艺步骤，实现了一种槽型横向半导体器件的工艺制造。本发明的工艺有以下优点：第一，本发明可以在槽两侧壁形成两种不同掺杂类型、窄且高浓度的延伸至介质槽底部的P柱区或者N柱区，有利于提高器件的耐压，降低导通电阻和缩小器件横向尺寸；第二，不需要复杂的掩膜，降低了工艺成本；第三，避免介质槽填充及平坦化对体区、体接触区、以及源区和漏区产生的影响。

主权项

一种槽型横向MOSFET器件的制造方法，包括以下步骤： 步骤1：材料准备；准备SOI材料或者体硅材料，所述SOI材料包括衬底层(1)、介质埋层(2)和有源层(3)，其中介质埋层(2)位于衬底层(1)和有源层(3)之间，衬底层(1)的导电类型不限，有源层(3)的导电类型为第一导电类型；所述体硅材料包括衬底层(1)和有源层(2)，其中衬底层(1)的导电类型为第二导电类型，有源层(3)的导电类型为第一导电类型； 步骤2：采用热氧化工艺在步骤1所准备的SOI材料或体硅材料的有源层(3)表面生长一层氧化层(41)，再在氧化层(41)表面淀积Si₃N₄层(42)，涂抹光刻胶(43)并进行光刻； 步骤3：通过步骤2所得光刻窗口，首先刻蚀Si₃N₄层(42)和氧化层(41)，接着刻蚀有源层(3)至设定深度，形成第一沟槽，再去除光刻胶； 步骤4：采用热氧化工艺在步骤3所得第一沟槽内壁生长一层氧化层作为介质隔离层(4)； 步骤5：在形成介质隔离层(4)后的第一沟槽内淀积第一导电类型的多晶硅材料，并保证第一导电类型的多晶硅材料充满第一沟槽； 步骤6：以Si₃N₄层(42)作为刻蚀终止层对步骤5所淀积的第一导电类型的多晶硅材料进行平坦化处理； 步骤7：在距离第一沟槽侧壁的设定宽度内刻蚀第一导电类型的多晶硅材料至设定深度，在介质隔离层(4)沿槽壁表面形成第一导电类型的辅助半导体层(5b)； 步骤8：对第一导电类型的辅助半导体层(5b)的一侧采用倾斜离子注入并推结形成第二导电类型的辅助半导体层(5a)； 步骤9：在形成第一导电类型的辅助半导体层(5b)和第二导电类型的辅助半导体层(5a)后的第一沟槽内填充绝缘介质(6)，并保证绝缘介质(6)充满第一沟槽； 步骤10：对步骤9所填充的绝缘介质(6)进行平坦化处理，并除去Si₃N₄层(42)和氧化层(41)，最终使绝缘介质(6)表面与有源层(3)表面齐平； 步骤11：在靠近第二导电类型的辅助半导体层(5a)一侧的有源层(3)中离子注入第二导电类型杂质，并推结形成第二导电类型体区(7)； 步骤12：在第二导电类型体区(7)中靠近介质隔离层(4)的一侧离子注入第一导电类 型杂质，并推结形成第一导电类型重掺杂源区(9a)；同时在靠近第一导电类型的辅助半导体层(5b)一侧的有源层(3)中离子注入第一导电类型杂质，并推结形成第一导电类型重掺杂漏区(9b)；以及在第一导电类型的辅助半导体层(5b)表面离子注入第一导电类型杂质，并推结形成第一导电类型重掺杂场截止区(11)； 步骤13：在第二导电类型体区(7)中第一导电类型重掺杂源区(9a)的旁边离子注入第二导电类型杂质，并推结形成第二导电类型重掺杂体接触区(8)；同时在第二导电类型的辅助半导体层(5a)表面离子注入第二导电类型杂质，并推结形成第二导电类型栅端欧姆接触区(10a)； 步骤14：各电极制备以及表面钝化工艺，形成完整的器件；器件完成后，第一导电类型重掺杂源区(9a)和第二导电类型重掺杂体接触区(8)的引出端均与金属源极(S)相连，第一导电类型重掺杂漏区(9b)的引出端与金属漏极(D)相连，第二导电类型栅端欧姆接触区(10a)的引出端与金属栅极(G)相连。