深沟槽功率MOS器件及其制备方法

摘要

本发明提供一种深沟槽功率MOS器件及其制备方法，其包括元胞区、栅极电性接触区和终端保护区，所述元胞区中，利用反型制备的且与体区同型的体接触区使源区和体区实现等电位。本发明的元胞间距最小可达0.76μm，使本发明的器件为高元胞密度；本发明采用了无掩膜版注入（BlankImplantation），简化工艺；在保证0.16μm的最小光刻胶线宽的同时，本发明避免了小线宽光刻工艺中光刻胶宽度过小而导致的倒胶问题；本发明可进一步增加体接触区的掺杂浓度，以降低体接触区与源体接触金属层之间、以及体接触区与体接触金属层之间的接触电阻；本发明改进了常规栅极电性接触方法，降低了工艺难度。

主权项

一种深沟槽功率MOS器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：1)提供一衬底，所述衬底包括第一导电类型的漏极区及形成于其上的第一导电类型的第一外延层，其中，所述第一外延层横向划分为元胞区、栅极电性接触区及终端保护区；2)在所述衬底上表面沉积硬掩膜并对其进行光刻、刻蚀直至暴露出所述衬底上表面，以形成硬掩膜窗口；3)通过所述硬掩膜窗口对所述衬底进行刻蚀，以在所述衬底的第一外延层中形成若干规则排列且相互平行的深沟槽，其中，所述深沟槽包括元胞沟槽、栅极电性接触区沟槽及终端保护区沟槽；4)在所述衬底上表面及深沟槽内形成栅介质层；5)在所述栅介质层上沉积栅极材料层，其中，所述栅极材料层填充满所述深沟槽并覆盖于所述衬底表面的栅介质层上表面；6)光刻、刻蚀所述栅极材料层，使位于栅极电性接触区的栅极材料层覆盖于其对应的衬底表面的栅介质层上表面以形成栅极布线层，同时使栅极电性接触区沟槽内填充满栅极材料层以形成栅极；使元胞沟槽及终端保护区沟槽内部分填充栅极材料层以形成栅极；7)通过两次无掩膜掺杂注入，先在所述第一外延层顶部形成第三外延层，再在所述第三外延层顶部形成源区；然后采用光刻、离子注入及退火工艺，在所述元胞区的源区中形成浓度可调整的体接触区以将所述源区间隔为两部分，在位于终端保护区的第三外延层顶部形成与终端保护区沟槽相接触的体接触区，在所述元胞沟槽的栅极上形成上表面与所述衬底上表面位于同一平面的第一绝缘介质层，其中，位于所述源区及体接触区下方的第三外延层为体区，位于所述第三外延层下方的第一外延层为漂移区，同时，所述第三外延层的深度小于所述深沟槽的深度使所述深沟槽伸入至所述漂移区顶部，且所述深沟槽均与其相邻的体区及源区相接触；8)在所述步骤7)之后获得的结构上表面再沉积绝缘介质层而后刻蚀所述绝缘介质层，形成位于栅极电性接触区的第二绝缘介质层及位于终端保护区的第三绝缘介质层，且所述第二绝缘介质层中形成有暴露所述栅极布线层上表面的接触孔，且所述第三绝缘介质层中形成有暴露所述体接触区上表面的接触孔，其中，刻蚀位于元胞区的所述绝缘介质层直至暴露所述衬底上表面但保留位于元胞沟槽中的第一绝缘介质层；9)在所述步骤8)之后获得的结构上表面沉积金属，而后采用光刻、刻蚀工艺，形成位于元胞区的源体接触金属层、位于栅极电性接触区的栅极接触金属层、及位于终端保护区的体接触金属层，其中，所述源体接触金属层直接与所述源区及体接触区欧姆接触，且所述源体接触金属层通过第一绝缘介质层与所述元胞沟槽的栅极绝缘隔离，所述栅极接触金属层通过位于栅极电性接触区的接触孔与其对应的栅极布线层欧姆接触，所述体接触金属层通过位于终端保护区的接触孔与其对应的体接触区欧姆接触。