一種mosfet器件的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)，具體涉及低電壓金屬氧化物半導體場效應管。
【背景技術】
[0002]MOSFET(MetaI-oxide-semiconductor field effect transistor,金屬-氧化物-半導體場效應管)具有開關速度快、頻率性能好、輸入阻抗高、驅動功率小、溫度特性好等優勢，在高頻領域應用非常廣泛。在工藝上，經過多年的改善，MOSFET產品已經從最初的L-DMOS(橫向平面雙擴散）結構，逐步發展到目前較為先進的VDMOS(縱向平面雙擴散）及trench MOS(槽柵)結構；然而，由于MOSFET產品尺寸不斷減小，其柵極氧化層的厚度也在不斷下降，導致柵極氧化層被ESD(靜電放電)或系統過電壓擊穿的概率也明顯提高。
[0003]從本世紀初開始，人們通過在MOSFET的柵極及源極之間引入一組齊納二極管來增加其防靜電能力;此后又經過對齊納二極管結構的部分升級改造，使其防靜電能力逐步增強。齊納二極管是在多晶硅柵形成后單獨構建的，該二極管的存在使MOSFET表面形成一定的高度差。在這種結構下，元胞尺寸的縮小變得更加困難，元胞密度的提升受到限制。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種防靜電能力強，元胞尺寸小、密度高的MOSFET器件。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：
[0006]—種MOSFET器件，包括一襯底，該襯底上設有外延層，該外延層上設有溝槽式的氧化層，在該溝槽式的氧化層內填充多晶硅形成多晶硅柵，構成槽柵區；該氧化層上設有硼磷硅酸層;該槽柵區位于摻雜阱的兩側;所述摻雜阱包括多個第一型摻雜阱和多個第二型摻雜阱，第一型摻雜阱和第二型摻雜阱相互接觸;所述硼磷硅酸層上設有柵極金屬層和源極金屬層;該柵極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有多晶硅柵相連接，構成柵極;該源極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有第一型摻雜阱相連接，構成源極;所述的柵極與源極之間連接有齊納二極管;所述齊納二極管由多個第一型半導體和多個第二型半導體構成;所述齊納二極管呈U型狀，嵌于摻雜阱之間，并通過氧化層與摻雜阱絕緣；
[0007]進一步地，所述第一型摻雜阱為N型摻雜阱，第二型摻雜阱為P型摻雜阱。
[0008]進一步地，所述齊納二極管的第一型半導體為N型半導體，齊納二極管的第二型半導體為P型單導體；
[0009]進一步地，所述N型摻雜阱和齊納二級管的N型半導體通過光刻及砷摻雜工藝形成。
[0010]進一步地，所述P型摻雜阱和齊納二級管的P型半導體通過硼離子摻雜工藝形成。
[0011]進一步地，所述襯底為N襯底。
[0012]進一步地，所述外延層為N型外延層。
[0013]本實用新型的有益效果是：
[0014]本實用新型在柵極和源極之間設有一個齊納二極管，該齊納二極管為內藏式，構造在晶圓表面之下;該齊納二極管可保護產品不受電力或靜電的沖擊，同時，可以使芯片密度最大化，且制造本實用新型的工藝較為簡單，可提升生產效率并降低生產成本。
【附圖說明】
[0015]圖I為本實用新型的橫截面示意圖。
[0016]圖中：1、N型襯底2、N型外延層3、氧化層4、P型摻雜阱5、多晶硅柵6、硼磷娃酸層7、柵極金屬層8、源極金屬層9、漏極金屬層10、N型摻雜講。
【具體實施方式】
[0017]如圖所示，本實用新型從下層至上層依次包括漏極金屬層9、N型襯底1、N型外延層
2、氧化層3、P型摻雜阱4、多晶硅柵5、N型摻雜阱10、硼磷硅酸層6、柵極金屬7和源極金屬8。
[0018]所述N型外延層制作于所述N型襯底上，該N型襯底下通過金屬沉積工序形成一層漏極金屬層，該N型外延層上利用Trench光刻板，經過光刻/蝕刻等工藝形成溝槽并生成氧化層。與普通Trench光刻不同，該結構中，Trench光刻板在設計上已整合加入新的溝槽空間，用于后續制程中形成內藏式齊納二極管。
[0019]在所述氧化層周圍通過低壓沉積多晶硅（LPPOLY)、poly光刻/蝕刻等工序后，產生多晶硅柵;所述多晶硅柵與其周圍氧化層構成槽柵區;槽柵區兩側為摻雜阱區，該摻雜阱區包括多個N型摻雜阱和多個P型摻雜阱，N型摻雜阱和P型摻雜阱相互接觸；
[0020]所述P型摻雜阱經硼離子摻雜形成，形成P型摻雜阱時同時形成屬于齊納二極管的P型半導體部分，所述N型摻雜阱利用NSD光刻板，經過光刻、砷離子注入等形成，形成N型摻雜阱時同時形成屬于齊納二極管的N型半導體部分。在氧化層上通過進行硼磷硅酸(BPTEOS)沉積后形成硼磷硅酸層。
[0021]在上述硼磷硅酸層上通過接觸孔光刻/蝕刻工序、金屬沉積等工序形成柵極金屬層、源極金屬層，該柵極金屬層和源極金屬層不接觸，該柵極金屬層穿過硼磷硅酸層與多晶硅柵相連接，構成柵極;所述源極金屬穿過硼磷硅酸層與N型摻雜阱相連接，構成源極。在柵極金屬層和源極金屬層形成后通過鋁層光刻及后續工序處理后最終完成。
[0022]本實用新型僅使用五層光刻板(Trench光刻板、poly光刻板、NSD光刻板、接觸孔光亥IJ、鋁層光刻）即可完成，減少了工序提高了生產效率并降低了生產成本。本實用新型的齊納二極管可保護產品不受電力或靜電的沖擊，同時，可以使芯片密度最大化。
【主權項】
1.一種MOSFET器件，包括一襯底，該襯底上設有外延層，該外延層上設有溝槽式的氧化層，在該溝槽式的氧化層內填充多晶硅形成多晶硅柵，構成槽柵區；該氧化層上設有硼磷硅酸層;該槽柵區位于摻雜阱的兩側;所述摻雜阱包括多個第一型摻雜阱和多個第二型摻雜阱，第一型摻雜阱和第二型摻雜阱相互接觸;所述硼磷硅酸層上設有柵極金屬層和源極金屬層;該柵極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有多晶硅柵相連接，構成柵極;該源極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有第一型摻雜阱相連接，構成源極;所述的柵極與源極之間連接有齊納二極管;所述齊納二極管由多個第一型半導體和多個第二型半導體構成;所述齊納二極管呈U型狀，嵌于摻雜阱之間，并通過氧化層與摻雜阱絕緣。2.根據權利要求I所述的一種MOSFET器件，其特征在于:所述第一型摻雜阱為N型摻雜阱，第二型摻雜阱為P型摻雜阱。3.根據權利要求I所述的一種MOSFET器件，其特征在于:齊納二極管的第一型半導體為N型半導體，齊納二極管的第二型半導體為P型單導體。4.根據權利要求2所述的一種MOSFET器件，其特征在于:所述N型摻雜阱和齊納二極管的N型半導體部分通過光刻及砷摻雜工藝形成。5.根據權利要求2所述的一種MOSFET器件，其特征在于:所述P型摻雜阱和齊納二極管的P型半導體部分通過硼離子摻雜工藝形成。6.根據權利要求I所述的一種MOSFET器件，其特征在于:所述襯底為N型襯底。7.根據權利要求I所述的一種MOSFET器件，其特征在于:所述外延層為N型外延層。
【專利摘要】本實用新型涉及一種金屬氧化物半導體場效應管（MOSFET），具體涉及低電壓金屬氧化物半導體場效應管，包括一襯底，該襯底上設有外延層，該外延層上設有溝槽式的氧化層，在該溝槽式的氧化層周圍填充多晶硅形成多晶硅柵，構成槽柵區；該氧化層上設有硼磷硅酸層；該槽柵區位于摻雜阱的兩側；所述摻雜阱包括多個第一型摻雜阱和多個第二型摻雜阱，第一型摻雜阱和第二型摻雜阱相互接觸；所述硼磷硅酸層上設有柵極金屬層和源極金屬層；該柵極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有多晶硅柵相連接，構成柵極；該源極金屬層穿過硼磷硅酸層與所有第一型摻雜阱相連接，構成源極；所述的柵極與源極之間連接有齊納二極管；所述齊納二極管由多個第一型半導體和多個第二型半導體構成；所述齊納二極管呈U型狀，嵌于摻雜阱之間，并通過氧化層與摻雜阱絕緣；本實用新型可保護產品不受電力或靜電的沖擊，同時，可以使芯片密度最大化。
【IPC分類】H01L29/78, H01L27/07
【公開號】CN205159322
【申請號】CN201520955373
【發明人】金成漢
【申請人】南京晟芯半導體有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月26日