[发明专利]耗尽型MOSFET器件及其制造方法

摘要

本发明提供一种耗尽型MOSFET器件，包括：第一导电类型重掺杂衬底，以及在第一导电类型重掺杂衬底上形成的第一导电类型轻掺杂外延层，衬底和外延层构成形成半导体基板；半导体基板上包括有源区、栅极引出区和终端保护区；有源区位于半导体基板中央区域，栅极引出区位于有源区外侧，终端保护区位于有源区和栅极引出区外圈；在有源区内，第一导电类型轻掺杂外延层上部有第二导电类型轻掺杂体区和沟槽状的栅电极，栅电极两侧有第一导电类型耗尽层，栅电极顶部侧面设有第一导电类型源极；栅电极与第一导电类型源极、第一导电类型耗尽层、第二导电类型轻掺杂体)、外延层通过栅氧层电绝缘；本发明工艺简化，降低了成本。

主权项

1.一种耗尽型MOSFET器件的制造方法，包括以下步骤：步骤(a)，提供第一导电类型重掺杂衬底(1)，并在第一导电类型重掺杂衬底(1)上形成第一导电类型轻掺杂外延层(2)；形成半导体基板；步骤(b)，在半导体基板的第一导电类型轻掺杂外延层(2)表面注入第二导电类型杂质离子，通过高温退火形成第二导电类型轻掺杂体区(3)；第二导电类型轻掺杂体区(3)位于所述外延层(2)上部，第二导电类型轻掺杂体区(3)横贯整个半导体基板；步骤(c)，在第一导电类型轻掺杂外延层(2)正面通过沟槽光刻、刻蚀形成多个阵列型的沟槽；所述沟槽包括位于半导体基板中央有源区(A)内的栅极沟槽(301)、有源区(A)外侧的栅极引出区(B)内的栅极引出沟槽(302)、有源区(A)和栅极引出区(B)外圈的分压保护区(C)内的分压保护沟槽(303)、分压保护区(C)外圈的截止保护区(D)内的截止保护沟槽(304)；其中，分压保护沟槽(303)和截止保护沟槽(304)为环形结构；有源区(A)内的栅极沟槽(301)和栅极引出区(B)内的栅极引出沟槽(302)通过半导体基板端头的横向沟槽相互连通；沟槽深度超过第二导电类型轻掺杂体区(3)的深度；步骤(d)，在上述沟槽结构内壁以及半导体基板表面生长绝缘氧化层(4)；步骤(e)，在有源区(A)内注入第一导电类型杂质离子，离子注入工艺为带角度注入，通过高温退火激活形成第一导电类型耗尽层(5)，第一导电类型耗尽层(5)位于半导体基板中央有源区(A)内的栅极沟槽(301)侧壁；或先进行步骤(e)再进行步骤(d)；步骤(f)，在半导体基板正面淀积多晶硅(6)；多晶硅(6)填充外延层(2)内的沟槽，及覆盖外延层(2)表面；刻蚀半导体基板正面的多晶硅，仅保留在沟槽内的多晶硅，同时保留半导体基板正面的绝缘氧化层(4)；在栅极沟槽(301)内形成栅电极(301′)，在栅极引出沟槽(302)内形成栅引出结构(302′)，在分压保护沟槽(303)内形成分压保护环(303′)，在截止保护沟槽(304)内形成截止保护环(304′)；步骤(g)，注入第一导电类型杂质，并退火激活；在有源区(A)内第二导电类型轻掺杂体区(3)上部形成第一导电类型源极(7)；在截止保护区(D)内截止保护环(304′)外侧的第二导电类型轻掺杂体区(3)上部形成第一导电类型子区(7′)；步骤(h)，在外延层(2)及沟槽多晶硅表面淀积绝缘介质层(8)，并回流；步骤(i)，通过接触孔版光刻、选择性的掩蔽和刻蚀绝缘介质层(8)，随后刻蚀外延层(2)表面，形成引线孔(9)；各引线孔(9)分别位于有源区(A)内第二导电类型体区(3)上方、栅极引出区(B)内栅引出结构(302′)上方、截止保护区(D)内截止保护环(304′)外侧的第二导电类型轻掺杂体区(3)上方；引线孔深度大于第一导电类型源极(7)深度且小于的第二导电类型轻掺杂体区(3)的结深；步骤(j)，通过引线孔(9)注入第二导电类型杂质，并退火激活；步骤(k)，在上述绝缘介质层(8)和引线孔(9)内均匀淀积金属(10)，选择性的掩蔽和刻蚀金属层(10)，得到连接栅引出结构(302′)的栅极金属(10)和连接第一导电类型源极(7)的源极金属(11)，以及连接第一导电类型子区(7′)的截止保护区金属(12)；步骤(l)，进行器件背面工艺：背面减薄，减薄后背面蒸镀金属，形成器件漏极。