沟槽型双层栅功率MOS器件结构实现方法

摘要

本发明公开了一种沟槽型双层栅功率MOS器件结构实现方法，包括如下步骤：(1)沟槽的光刻和刻蚀；(2)生长热栅氧化层和高温氧化层；(3)在沟槽内淀积第一层多晶硅并回刻至沟槽表面；(4)形成多晶硅间氧化层；(5)光刻、干法刻蚀去除中间氧化层上端面以上的第一层多晶硅；(6)沟槽侧壁热氧化层、高温氧化层湿法剥离；(7)高密度等离子体氧化膜淀积，后对其进行化学机械研磨；(8)高密度等离子体氧化膜光刻，然后湿法腐蚀没有被光刻胶覆盖的高密度等离子体氧化膜；(9)薄栅氧化层生长、第二层多晶硅淀积、反刻。本方法实现的沟槽型双层栅功率MOS结构两层多晶硅侧壁之间不易漏电，且提高了功率MOS器件的击穿电压的均匀性。

主权项

一种沟槽型双层栅功率MOS结构实现方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在衬底硅片的硅外延层中通过光刻和刻蚀形成沟槽；(2)在所述硅外延层的表面和沟槽的内壁表面依次生长热栅氧化层和高温氧化层；(3)在沟槽内淀积第一层多晶硅并回刻至沟槽表面；(4)通过在回刻至沟槽表面的第一层多晶硅上“光刻”、“高能量、大束流氧离子注入”、“高温退火”形成位于所述第一层多晶硅中间位置的中间氧化层；其中，氧离子注入能量为280～380Kev，剂量为1e16～5e16ea/cm2，N2气氛下退火温度为1150℃～1250℃；所述中间氧化层的中间部位仍被所述第一层多晶硅占有并一直延伸到沟槽的表面；(5)通过光刻、干法刻蚀去除所述中间氧化层上端面以上的第一层多晶硅，曝露出沟槽内侧壁表面的热栅氧化层和高温氧化层；(6)采用湿法刻蚀将沟槽内侧壁表面的热氧化层、高温氧化层，及所述中间氧化层剥离；(7)在所述硅外延层的表面和沟槽内进行高密度等离子体氧化膜淀积，该高密度等离子体氧化膜填充满所述沟槽，然后对其进行化学机械研磨，经化学机械研磨后高密度等离子体氧化膜在所述硅外延层的表面具有一定厚度；(8)通过光刻将需要接地的第一层多晶硅表面的高密度等离子体氧化膜用光刻胶覆盖，然后湿法腐蚀没有被光刻胶覆盖的高密度等离子体氧化膜，且使沟槽内第一层多晶硅表面保留一定厚度的高密度等离子体氧化膜；(9)在所述硅外延层的表面和沟槽侧壁进行栅氧化层生长，在所述沟槽内进行第二层多晶硅淀积，对第二层多晶硅回刻且利用所述栅氧化层作为刻蚀终止层；(10)在沟槽之间形成沟道体；在该沟道体上部的内侧端，位于所述第二层多晶硅的两侧形成源极；(11)在所述栅氧化层、高密度等离子体氧化膜和第二层多晶硅的表面依次形成氧化膜和硼磷硅玻璃层，通过光刻刻蚀所述硼磷硅玻璃层和氧化膜分别形成源极和第一层多晶硅的接触孔，在所述硼磷硅玻璃层上依次形成金属层和钝化层。