生产高密度半导体功率器件的钴-矽接触绝缘金属工艺

摘要

本发明介绍了一种改进的槽沟金属氧化物半导体场效应电晶体(MOSFET)单元，它包含一个由源区包围的槽沟门，源区被漏极区上方的本体区围绕，漏极区位于衬底的底部表面。该MOSFET单元还包含通过保护绝缘层延伸到所述本体区和源区的区域顶部开出的源接触开口。其中，该区域还拥有一层排列在衬底顶部表面附近的钴-矽层。该 MOSFET单元还进一步包含一层Ti/TiN导电层，该导电层覆盖源接触开口上方的、与钴-矽层交界的区域。另外，该MOSFET单元还包含一层在Ti/TiN导电层顶部生成的源接触金属层，该导电层可在此随时键合源连接导线。

主权项

1.一种槽沟金属氧化物半导体场效应电晶体单元, 特征在于,其包含一个由源区包围的槽沟门,源区 被漏极区上方的本体区围绕,漏极区位于衬底的底 部表面;其中,所述的金属氧化物半导体场效应电 晶体单元进一步包含: 在通过保护绝缘层延伸到所述本体区和源区的区 域顶部开有源接触开口;其中,所述区域还包含排 列于所述衬底顶部表面附近的钴-矽层。 2.如申请专利范围第1项所述的槽沟金属氧化物半 导体场效应电晶体单元,其特征在于,还进一步包 含: 用所述源接触开口上方的钴-矽层覆盖所述区域的 一层钛/氮化钛导电层。 3.如申请专利范围第2项所述的槽沟金属氧化物半 导体场效应电晶体单元,其特征在于,还进一步包 含: 在所述的钛/氮化钛导电层顶部生成的一层源接触 金属层,该导电层可在此随时键合源连接导线。 4.如申请专利范围第1项所述的槽沟金属氧化物半 导体场效应电晶体单元,其特征在于,还进一步包 含: 通过所述保护绝缘层在所述槽沟门顶部开出的一 个门接触开口。 5.如申请专利范围第4项所述的槽沟金属氧化物半 导体场效应电晶体单元,其特征在于,还进一步包 含: 在电接触所述槽沟门时覆盖所述门开口的一层钛/ 氮化钛导电层。 6.如申请专利范围第5项所述的槽沟金属氧化物半 导体场效应电晶体单元,其特征在于,还进一步包 含: 在所述的钛/氮化钛导电层顶部生成的一层门接触 金属层,该导电层可在此随时键合门连接导线。 7.一种生产槽沟金属氧化物半导体场效应电晶体 单元的方法,特征在于,其包括生成一个由源区包 围的槽沟门,源区被漏极区上方的本体区围绕,漏 极区位于衬底的底部表面的加工步骤;其中,该方 法还进一步包括: 在通过保护绝缘层延伸到所述本体区和源区的区 域顶部开出源接触开口和在所述衬底顶部表面附 近的所述区域生成一层钴-矽层。 8.如申请专利范围第7项所述的生产槽沟金属氧化 物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于, 还进一步包括: 生成一层钛/氮化钛导电层,用来覆盖所述的钴-矽 层和源接触开口。 9.如申请专利范围第8项所述的生产槽沟金属氧化 物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于, 还进一步包括: 在所述钛/氮化钛导电层顶部生成接触金属层并使 其成型为源金属接触层,可随时在此键合源连接导 线。 10.如申请专利范围第7项所述的生产槽沟金属氧化 物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于, 还进一步包括: 通过所述保护绝缘层在所述槽沟门顶部开出门接 触开口。 11.如申请专利范围第10项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 ,还进一步包括: 生成一层钛/氮化钛导电层,以便在电接触所述槽 沟门时覆盖所述门开口。 12.如申请专利范围第11项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 ,还进一步包含: 在所述钛/氮化钛导电层顶部生成一层接触金属层 并使其成型为门金属接触层,可随时在此键合门连 接导线。 13.如申请专利范围第7项所述的生产槽沟金属氧化 物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于, 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤包括向所述区域喷射钴离子的过 程。 14.如申请专利范围第13项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 向所述区域喷射钴离子的所述过程还包括向所述 衬底喷射约100-300埃厚度的所述钴离子。 15.如申请专利范围第13项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤还包括继向所述区域喷射钴离子 过程后进行钴-矽快速温度退火的步骤。 16.如申请专利范围第13项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤还包括继向所述区域喷射钴离子 过程后使用远高于475℃的温度进行首个钴-矽快速 温度退火的步骤。 17.如申请专利范围第16项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤还包括继所述首个钴-矽快速温度 退火后进行钴湿法蚀刻的步骤。 18.如申请专利范围第17项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤还包括继所述钴湿法蚀刻后使用 约450-800℃的温度进行第二次钴-矽快速温度退火 的步骤。 19.如申请专利范围第18项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 : 在所述衬底顶部表面附近的所述区域生成一层钴- 矽层的所述步骤,还包括继所述第二次钴-矽快速 温度退火后进行第三次钴-矽快速温度退火的步骤 。 20.如申请专利范围第13项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 ,还进一步包括: 向覆盖所述钴-矽区域和源接触开口的所述金属氧 化物半导体场效应电晶体器件顶部喷射一层钛/氮 化钛导电层。 21.如申请专利范围第20项所述的生产槽沟金属氧 化物半导体场效应电晶体单元的方法,其特征在于 ,还进一步包括: 向所述钛/氮化钛层喷射一层由AlSiCu或AlCu构成的 金属层,并使其成型为源接触金属层。 图式简单说明: 图1A是一个应用Ti/TiN金属阻挡层的传统槽沟DMOS器 件的横断面图。 图1B显示因Si-Ti/TiN介面掺杂轮廓变化而引起的Vt和 开机电阻的改变。 图2是根据本发明工艺应用CoSi接触金属工艺生产 的一个槽沟DMOS器件的横断面图。 图3显示CoSi和Si-Ti/TiN两个介面上Vt和开机电阻的改 变与其因掺杂轮廓变化引起的开机电阻和Vt的变 化的比较。