溝槽型MOS晶體管制造方法技術(shù)

一種溝槽型MOS晶體管制造方法包括：在硅片中形成溝槽；在溝槽中形成柵極結(jié)構(gòu)；沉積層間電介質(zhì)層，并通過(guò)刻蝕在層間電介質(zhì)層中形成兩種接觸孔的圖案，一種是對(duì)應(yīng)于與有源區(qū)接觸的接觸孔的圖案，另一種是作為器件外圍保護(hù)環(huán)的圖案；在兩種接觸孔中離子注入B和P，在有源區(qū)形成阱區(qū)和源區(qū)，同時(shí)在保護(hù)環(huán)區(qū)形成保護(hù)環(huán)；在兩種接觸孔的圖案中沉積正硅酸乙酯；在兩種接觸孔的圖案中沉積硼磷硅玻璃；對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行回流，將保護(hù)環(huán)區(qū)的接觸孔密封；對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行刻蝕以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物，從而將與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸；以正硅酸乙酯和硼磷硅玻璃為阻擋層對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕，以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔；形成接觸孔阻擋層并沉積金屬，再對(duì)金屬進(jìn)行刻蝕。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
溝槽型MOS晶體管制造方法
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造工藝，更具體地說(shuō)，本專利技術(shù)涉及一種溝槽型MOS晶體管制造方法。
技術(shù)介紹
溝槽型MOS(trenchMOS)晶體管作為一種新型垂直結(jié)構(gòu)器件，是在VDMOS(垂直雙擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，兩者均屬于高元胞密度器件。但該結(jié)構(gòu)與前者相比有許多性能優(yōu)點(diǎn)：如更低的導(dǎo)通電阻、低柵漏電荷密度，從而有低的導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗及快的開(kāi)關(guān)速度。同時(shí)由于溝槽型MOS的溝道是垂直的，故可進(jìn)一步提高其溝道密度，減小芯片尺寸。圖1是傳統(tǒng)溝槽型MOS晶體管的橫截面圖。如圖1所示，傳統(tǒng)溝槽型MOS晶體管包括半導(dǎo)體襯底100、設(shè)置在半導(dǎo)體襯底100上的漏區(qū)101、在漏區(qū)101上形成的漂移區(qū)102、在漂移區(qū)上形成的溝道區(qū)103和在溝道區(qū)103上形成的源區(qū)104。其中，如圖1所示，柵極結(jié)構(gòu)包括形成在溝槽側(cè)壁上的柵極氧化物層106以及填充了溝槽的柵極多晶硅105。以N型溝槽型MOS晶體管為例，漏區(qū)101采用高摻雜的N型襯底。并在其上外延生長(zhǎng)有低濃度的N型摻雜劑作為漂移區(qū)102。溝道體103可注入有P型摻雜劑。源區(qū)104可注入有N型摻雜劑。在現(xiàn)有技術(shù)中，阱區(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三道工藝是三個(gè)步驟完成的；具體地說(shuō)，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的溝槽型MOS晶體管制造方法中，依次執(zhí)行溝槽的光刻與刻蝕、柵極結(jié)構(gòu)的形成、層間電介質(zhì)(InterLayerDielectrics)的沉積及接觸孔形成前的光刻與刻蝕、阱區(qū)注入、源區(qū)注入、接觸孔形成、以及金屬光刻與刻蝕等步驟。但是，由于阱區(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三道工藝是三個(gè)步驟完成的，所以需要3塊光罩來(lái)完成這三道工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠?qū)②鍏^(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三道工藝集成在一道光刻工藝中的溝槽型MOS晶體管制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種溝槽型MOS晶體管制造方法，于包括：溝槽形成步驟，用于在硅片中形成溝槽；柵極結(jié)構(gòu)的形成步驟，用于在溝槽中形成柵極結(jié)構(gòu)；層間電介質(zhì)的沉積及刻蝕步驟，用于沉積層間電介質(zhì)層，并通過(guò)刻蝕在層間電介質(zhì)層中形成兩種接觸孔的圖案，一種是對(duì)應(yīng)于與有源區(qū)接觸的接觸孔的圖案，另一種是作為器件外圍保護(hù)環(huán)的圖案；在兩種接觸孔中離子注入B和P，在有源區(qū)形成阱區(qū)和源區(qū)，同時(shí)在保護(hù)環(huán)區(qū)形成保護(hù)環(huán)；第一沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積正硅酸乙酯；第二沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積硼磷硅玻璃；硼磷硅玻璃回流步驟，用于對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行回流，將保護(hù)環(huán)區(qū)的接觸孔密封；硼磷硅玻璃刻蝕步驟：對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行刻蝕以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物，從而將與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸；硅片刻蝕步驟，用于以正硅酸乙酯和硼磷硅玻璃為阻擋層對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕，以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔；后續(xù)沉積刻蝕步驟，用于形成接觸孔阻擋層并沉積金屬，再對(duì)金屬進(jìn)行刻蝕。優(yōu)選地，所述第二沉積步驟沉積的硼磷硅玻璃厚度由與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸以及形成保護(hù)環(huán)的接觸孔的關(guān)鍵尺寸決定。優(yōu)選地，所述第一沉積步驟沉積的正硅酸乙酯的厚度為優(yōu)選地，所述第二沉積步驟沉積的硼磷硅玻璃的厚度為優(yōu)選地，所述硼磷硅玻璃回流步驟的回流溫度為700℃-900℃。優(yōu)選地，后續(xù)沉積刻蝕步驟沉積的金屬為金屬鎢。在本專利技術(shù)中，第一沉積步驟、第二沉積步驟、硼磷硅玻璃回流步驟、硼磷硅玻璃刻蝕步驟、硅片刻蝕步驟以及后續(xù)沉積刻蝕步驟形成了本專利技術(shù)實(shí)施例的改進(jìn)后的接觸孔形成處理。由此，初始有兩種尺寸的接觸孔即與有源區(qū)接觸的接觸孔和形成保護(hù)環(huán)的接觸孔，有源區(qū)接觸的接觸孔最初作為阱區(qū)和源區(qū)離子注入的區(qū)域，在完成注入后通過(guò)第一沉積步驟、第二沉積步驟、硼磷硅玻璃回流和硼磷硅玻璃刻蝕步驟達(dá)到尺寸的縮小，形成最終關(guān)鍵尺寸以作為阱區(qū)和源區(qū)的接觸孔；同時(shí)形成保護(hù)環(huán)的接觸孔最初作為保護(hù)環(huán)注入的區(qū)域，經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟后最終被密封來(lái)作為器件的保護(hù)環(huán)。由此，使得將阱區(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三步整和到同一道光刻工藝中變得可行，也就有可能使得阱區(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三步只使用一塊光罩。附圖說(shuō)明結(jié)合附圖，并通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本專利技術(shù)有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中：圖1示意性地示出了溝槽型MOS晶體管的結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法的流程圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法的過(guò)程結(jié)構(gòu)圖。圖4示意性地示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法的另一過(guò)程結(jié)構(gòu)圖。需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本專利技術(shù)，而非限制本專利技術(shù)。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本專利技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2示意性地示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法的流程圖。如圖2所示，根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法包括：溝槽形成步驟S1，用于在硅片中形成溝槽；柵極結(jié)構(gòu)的形成步驟S2，用于在溝槽中形成柵極結(jié)構(gòu)；層間電介質(zhì)的沉積及刻蝕步驟S3，用于沉積層間電介質(zhì)層L1，并通過(guò)刻蝕在層間電介質(zhì)層中形成兩種接觸孔的圖案，一種是對(duì)應(yīng)于與有源區(qū)接觸的接觸孔的圖案P1(如圖3所示)，另一種是作為器件外圍保護(hù)環(huán)的圖案P2；在兩種接觸孔中離子注入B和P，在有源區(qū)形成阱區(qū)和源區(qū)，同時(shí)在保護(hù)環(huán)區(qū)形成保護(hù)環(huán)；第一沉積步驟S01，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積正硅酸乙酯(TEOS)；優(yōu)選地，所沉積的正硅酸乙酯的厚度為第二沉積步驟S02，用于在兩種接觸孔的圖案(P1和P2)中沉積硼磷硅玻璃(boro-phospho-silicate-glass，BPSG)，優(yōu)選地，所沉積的硼磷硅玻璃的厚度為硼磷硅玻璃回流步驟S03，用于對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行回流，將保護(hù)環(huán)區(qū)的接觸孔(圖案P2)密封(如圖4所示)；優(yōu)選地，回流溫度為700℃-900℃。硼磷硅玻璃刻蝕步驟S04：對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行刻蝕以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物，也就是形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的側(cè)墻(如圖4所示)，形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物的目的不僅僅是用于隔離，而且主要是用于把與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸。硅片刻蝕步驟S05，用于以正硅酸乙酯和硼磷硅玻璃為阻擋層對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕，以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔。后續(xù)沉積刻蝕步驟S06，用于形成接觸孔阻擋層并沉積金屬，例如金屬鎢，再對(duì)金屬鎢進(jìn)行刻蝕。其中，第一沉積步驟S01、第二沉積步驟S02、硼磷硅玻璃回流步驟S03、硼磷硅玻璃刻蝕步驟S04、硅片刻蝕步驟S05以及后續(xù)沉積刻蝕步驟S06形成了本專利技術(shù)實(shí)施例的改進(jìn)后的接觸孔形成處理。由此，原本與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸大于形成保護(hù)環(huán)的接觸孔的關(guān)鍵尺寸，但是在根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的溝槽型MOS晶體管制造方法中，通過(guò)利用硼磷硅玻璃來(lái)將與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸，所得縮小后的最終關(guān)鍵尺寸接近或等于形成保護(hù)環(huán)的接觸孔的關(guān)鍵尺寸，由此，使得將阱區(qū)注入、源區(qū)注入以及接觸孔形成這三步整和到同一道光刻工藝中(本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種溝槽型MOS晶體管制造方法，其特征在于包括：溝槽形成步驟，用于在硅片中形成溝槽；柵極結(jié)構(gòu)的形成步驟，用于在溝槽中形成柵極結(jié)構(gòu)；層間電介質(zhì)的沉積及刻蝕步驟，用于沉積層間電介質(zhì)層，并通過(guò)刻蝕在層間電介質(zhì)層中形成兩種接觸孔的圖案，一種是對(duì)應(yīng)于與有源區(qū)接觸的接觸孔的圖案，另一種是作為器件外圍保護(hù)環(huán)的圖案；在兩種接觸孔中離子注入B和P，在有源區(qū)形成阱區(qū)和源區(qū)，同時(shí)在保護(hù)環(huán)區(qū)形成保護(hù)環(huán)；第一沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積正硅酸乙酯；第二沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積硼磷硅玻璃；硼磷硅玻璃回流步驟，用于對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行回流，將保護(hù)環(huán)區(qū)的接觸孔密封；硼磷硅玻璃刻蝕步驟：對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行刻蝕以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物，從而將與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸；硅片刻蝕步驟，用于以正硅酸乙酯和硼磷硅玻璃為阻擋層對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕，以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔；后續(xù)沉積刻蝕步驟，用于形成接觸孔阻擋層并沉積金屬，再對(duì)金屬進(jìn)行刻蝕。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種溝槽型MOS晶體管制造方法，其特征在于包括：溝槽形成步驟，用于在硅片中形成溝槽；柵極結(jié)構(gòu)的形成步驟，用于在溝槽中形成柵極結(jié)構(gòu)；層間電介質(zhì)的沉積及刻蝕步驟，用于沉積層間電介質(zhì)層，并通過(guò)刻蝕在層間電介質(zhì)層中形成兩種接觸孔的圖案，一種是對(duì)應(yīng)于與有源區(qū)接觸的接觸孔的圖案，另一種是作為器件外圍保護(hù)環(huán)的圖案；在兩種接觸孔中離子注入B和P，在有源區(qū)形成阱區(qū)和源區(qū)，同時(shí)在保護(hù)環(huán)區(qū)形成保護(hù)環(huán)；第一沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積正硅酸乙酯；第二沉積步驟，用于在兩種接觸孔的圖案中沉積硼磷硅玻璃；硼磷硅玻璃回流步驟，用于對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行回流，將保護(hù)環(huán)區(qū)的接觸孔密封；硼磷硅玻璃刻蝕步驟：對(duì)硼磷硅玻璃進(jìn)行刻蝕以形成與有源區(qū)接觸的接觸孔的隔離物，從而將與有源區(qū)接觸的接觸孔的初始關(guān)鍵尺寸縮小為最終關(guān)鍵尺寸；硅片刻蝕步驟，用于以正硅酸乙酯和硼磷硅玻...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳亞貞，樓穎穎，劉憲周，肖培，馮凱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：