一種新型溝槽mosfet單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉一種新型溝槽MOSFET單元。
【背景技術】
[0002]普通溝槽MOSFET的溝槽工藝是在溝槽刻蝕之后就直接生長一層犧牲氧化層，減少柵氧的缺陷。
[0003]普通的溝槽MOSFET溝槽工藝方法如圖1A和圖1B所示:
[0004]一、在保護環工藝后先淀積一層介質氧化層做阻擋層；
[0005]二、再在氧化層上涂膠，利用溝槽掩膜版曝光顯影；
[0006]三、待打開刻蝕區后利用氧化硅和硅的刻蝕率不同做異向刻蝕；
[0007]四、待溝槽刻蝕完成后，去掉表面的涂膠和阻擋層；
[0008]五、通過氧化工藝生產一層氧化層(犧牲氧化)，再酸洗消除溝槽缺陷；
[0009]六、氧化形成柵氧。
[0010]溝槽MOSFET的源-漏導通電阻由以下五部分組成，如圖2A和圖2B所示:
[0011]Rs:源極電阻；
[0012]Rch:源-漏通道電阻；
[0013]Rac:通道channel與外延接觸面聚集電荷產生的電阻；
[0014]Rep1:外延層的電阻；是導通電阻的組成的最大部分；
[0015]Rsub:基底硅片的電阻；
[0016]可總結為:RDS(ON) =Rs+Rch+Rac+Repi+Rsub
[0017]因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
【實用新型內容】
[0018]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型溝槽MOSFET單元。
[0019]本實用新型的技術方案如下:一種新型溝槽MOSFET單元，包括MOSFET襯底及其上形成的外延層，形成在該外延層內的溝槽及被溝槽分割的輕摻雜區，在溝槽的內表面形成有第一介質層，在溝槽內的第一介質層上形成有導電的填充層，在輕摻雜區內形成有重摻雜區，該溝槽MOSFET還包括外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層和漏極金屬層、離子摻雜區。
[0020]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區中的離子根據外延層設置。
[0021]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區設置在刻蝕完成的溝槽上。
[0022]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區上設置氧化層。
[0023]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區中的離子比例根據目標導通電阻設置。
[0024]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，在所述離子摻雜區上設置氧化層。
[0025]所述溝槽MOSFET單元，優選方案在MOSFET單元內設置MOSFET驅動電路，MOSFET驅動電路它包括輸出電路、輸入電路、第一光稱和驅動電路；輸入電路與第一光稱連接，第一光耦與驅動電路連接；輸入電路由第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，第三電阻和第四電阻串聯后與第五電阻并聯，第三電阻的另一端與信號輸入端連接，第四電阻的另一端與控制地連接；第一光耦的第二引腳與第三電阻和第四電阻的串聯點相連接，第一光耦的第三引腳、第三引腳、第四引腳均分別接控制地。
[0026]采用上述方案，本實用新型通過在溝槽刻蝕之后生長犧牲氧化層之前通過補充注入與外延同型離子，包括N+外延補注砷或者磷/P-外延補注硼或者硼氟化合物，以增加外延層的離子濃度，降低外延層的電阻，即降低漏極-源極之間的電阻達到降低導通電阻的效果。
【附圖說明】
[0027]圖1A、圖1B分別為現有技術的溝槽MOSFET的結構示意圖；
[0028]圖2A、圖2B分別為現有技術的溝槽MOSFET的源-漏導通電阻構成示意圖；
[0029]圖3為本實用新型的一個實施例的示意圖；
[0030]圖4為本實用新型的又一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了便于理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行更詳細的說明。本說明書及其附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例，但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。
[0032]需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一個元件,或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件連接到該另一個元件。
[0033]本實用新型的一個實施例是，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括離子摻雜區。例如，如圖3所示，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括阻擋層101、溝槽102、外延103、基底104、漏極105、源極106以及N+外延103A，其中，N+外延103A具有離子摻雜區；例如，其中的離子摻雜區包括砷或者磷，例如包括砷離子或者磷離子；又如，如圖4所示，一種新型溝槽MOSFET單元，其包括阻擋層101、溝槽102、外延103、基底104、漏極105、源極106以及P-外延103B，其中，P-外延103B具有離子摻雜區；例如，其中的離子摻雜區包括硼或者硼氟化合物。
[0034]優選的，所述離子摻雜區中的離子根據外延層設置。例如，在溝槽刻蝕完畢之后，植入與外延同型離子，例如，N+外延補注砷，或者磷；又如P-外延補注硼或者硼氟化合物。優選的，所述離子摻雜區設置在刻蝕完成的溝槽上。優選的，所述離子摻雜區上設置氧化層。優選的，所述離子摻雜區中的離子比例根據目標導通電阻設置。由于RDS (ON)=Rs+Rch +Rac+Repi+Rsub,這樣,通過增加溝槽底部外延層的離子濃度,進而降低外延層的電阻(Itepi)，即降低漏極-源極之間的電阻，從而達到降低導通電阻的效果。
[0035]又如，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其包括以下步驟:溝槽刻蝕完成后，植入離子；或者稱為注入離子。優選的，根據外延層設置所述離子摻雜區中的離子。優選的，植入離子類型與外延相同。優選的，在所述離子摻雜區上設置氧化層。優選的，根據目標導通電阻設置所述離子摻雜區中的離子比例。
[0036]這樣。通過在溝槽刻蝕完畢之后，植入與外延同型離子，N+外延補注砷或者磷，P-外延補注硼或者硼氟化合物，來增加溝槽底部外延層的離子濃度，進而降低外延層的電阻(Repi)，即降低漏極-源極之間的電阻達到降低導通電阻的效果。
[0037]例如，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其包括以下步驟:一、在保護環工藝后先淀積一層介質氧化層做阻擋層；二、再在氧化層上涂膠，利用溝槽掩膜版曝光顯影；三、待打開刻蝕區后利用氧化硅和硅的刻蝕率不同做異向刻蝕；四、待溝槽刻蝕完成后，植入與外延同型離子；優選的，刻蝕相互連通的溝槽，又如，至少部分溝槽相互平行。優選的，在植入與外延同型離子之前，還額外進行若干微刻蝕；五、去掉表面的涂膠和阻擋層；六、通過氧化工藝生產一層氧化層(犧牲氧化)，再酸洗消除溝槽缺陷；七、氧化形成柵氧。
[0038]一種新型溝槽MOSFET單元，包括MOSFET襯底及其上形成的外延層，形成在該外延層內的溝槽及被溝槽分割的輕摻雜區，在溝槽的內表面形成有第一介質層，在溝槽內的第一介質層上形成有導電的填充層，在輕摻雜區內形成有重摻雜區，該溝槽MOSFET還包括外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層和漏極金屬層、離子摻雜區。
[0039]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區中的離子根據外延層設置。
[0040]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區設置在刻蝕完成的溝槽上。
[0041]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區上設置氧化層。
[0042]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，所述離子摻雜區中的離子比例根據目標導通電阻設置。
[0043]所述溝槽MOSFET單元，優選方案，在所述離子摻雜區上設置氧化層。
[0044]所述溝槽MOSFET單元，優選方案在MOSFET單元內設置MOSFET驅動電路，MOSFET驅動電路它包括輸出電路、輸入電路、第一光稱和驅動電路；輸入電路與第一光稱連接，第一光耦與驅動電路連接；輸入電路由第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，第三電阻和第四電阻串聯后與第五電阻并聯，第三電阻的另一端與信號輸入端連接，第四電阻的另一端與控制地連接；第一光耦的第二引腳與第三電阻和第四電阻的串聯點相連接，第一光耦的第三引腳、第三引腳、第四引腳均分別接控制地。
[0045]采用上述方案，本實用新型通過在溝槽刻蝕之后生長犧牲氧化層之前通過補充注入與外延同型離子，包括N+外延補注砷或者磷/P-外延補注硼或者硼氟化合物，以增加外延層的離子濃度，降低外延層的電阻，即降低漏極-源極之間的電阻達到降低導通電阻的效果。
[0046]需要說明的是，現有技術一般都會選擇外延拉偏來驗證適合EPI，時間和成本較高；而本實用新型各實施例在現有的EPI條件下，通過溝槽加注同型離子，可以達到微調導通電阻的效果，可以通過調節微調外延濃度減小導通電阻，節約時間和成本；另外，工藝也無難度，比較容易實現，這種技術不說想不到，一說就很有好處，并且容易實現，成本較低。優選的，所述微刻蝕，包括在溝槽底部或者壁部刻蝕微型溝槽。
[0047]這樣，增加溝槽離子植入，且植入離子類型與外延相同，還通過調節微調外延濃度減小導通電阻，源-漏極擊穿電壓BVDSS會稍微減小；并且，僅在溝槽刻蝕后增加一步離子植入，操作簡單。
[0048]本實用新型的一個實施例是，一種新型溝槽MOSFET單元的制備方法，其中，所述植入離子，包括以下步驟:在外延層注入離子。采用實用新型及其各實施例，可以通過注入不同能量劑量的N型或P型離子改變外延的單一特性，在表面形成一層重摻雜低電阻的外延，優化了器件的電性能，還可以在