專利名稱：：帶有多晶硅場(chǎng)板的功率mos場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法。特別涉及帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法。這種功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管可以是N或P溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，也可以是N或P平面型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，它能承受的電壓在中低壓范圍(20V〈電壓〈300V),
背景技術(shù)：
功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管使用已有多年歷史，其設(shè)計(jì)和制造方法一直在持續(xù)的改進(jìn)，從性能上，主要是朝著低導(dǎo)通電阻(Rdson)，高耐壓，高頻率的方向狄，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)是MOS場(chǎng)效應(yīng)管設(shè)計(jì)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，工作時(shí)需承受較高的反向電壓，位于器件中間有源區(qū)的各并聯(lián)單胞陣列間的表面電位大致相同，而位于有源區(qū)邊緣(即終端)的單胞與襯底表面的電位卻相差很大，往往引起夕卜團(tuán)單胞的表面電場(chǎng)過(guò)于集中從而造成器件的邊緣擊穿.因此，需要在單胞陣列的外團(tuán)增加終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，減小終端電場(chǎng)密度，起到提高M(jìn)OS場(chǎng)效應(yīng)管耐壓的作用.對(duì)于大于20V的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，其終端保護(hù)結(jié)構(gòu)從內(nèi)向外由場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板和截止環(huán)組成。而制造場(chǎng)限環(huán)和有源區(qū)需要進(jìn)行兩次光刻。目前的技術(shù)水平，制造一種功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，總共需務(wù)使用七塊光刻版，并按以下工藝流程來(lái)完成第一步，在半導(dǎo)體硅片上生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層；第二步，通過(guò)光刻，界定出有源區(qū)，對(duì)場(chǎng)氧化層進(jìn)行刻蝕(光刻版l);第三步，通過(guò)光刻，界定出場(chǎng)限環(huán)注入?yún)^(qū)域，進(jìn)行P型摻雜形成場(chǎng)限環(huán)P+區(qū)(光刻版2);第四步，于半導(dǎo)體硅片表面生長(zhǎng)硬掩膜氧化層，通過(guò)光刻，界定出溝槽腐蝕區(qū)域，并進(jìn)行硬掩膜氧化層腐蝕(光刻板3)第五步，基于硬掩膜氣化層進(jìn)行深溝槽硅刻蝕；第六步，生長(zhǎng)柵氧化層，于柵氧化層表面淀積導(dǎo)電多晶硅；第七步，通過(guò)光刻，界定出多晶硅刻蝕區(qū)域，進(jìn)行多晶硅刻蝕(光刻版4);第八步，于整個(gè)半導(dǎo)M片表面進(jìn)行P型雜質(zhì)離子注入，并進(jìn)行推阱形成單胞陣列的P-阱；第九步，通過(guò)光刻，界定出源極區(qū)域，進(jìn)行N型雜質(zhì)離子注入鵬成rr區(qū)(光刻版5);第十步，于整個(gè)半導(dǎo)體硅片表面淀積介質(zhì)層；第十一步，通過(guò)光刻，界定出接觸孔區(qū)域，并進(jìn)行氣化層刻蝕(光刻版6);第十二步，淀積金屬層，通過(guò)光刻，定義出刻蝕區(qū)域，進(jìn)行金屬刻蝕(光刻版7)。但是隨著市場(chǎng)竟?fàn)幍募ち?，?duì)成本控制的要求也越來(lái)越高，如何在不降低器件性能(如特征導(dǎo)通電阻(SpecificRdson)、耐壓、器件電容等)的情況下，降低制造成本成為目前重要的研究方向.控制制造成本，有兩個(gè)主要方向，一是減小芯片面積，在同樣大小的硅片上得到更多的芯片。另一方向是減少光刻次數(shù)，生產(chǎn)成本與光刻次數(shù)成正比，所以使用盡量少的光刻次數(shù)，能大幅度減少生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法，其目的是要在保證不影響器件性能(如特征導(dǎo)通電阻(SpecificRdson)、耐壓等)的前提下，通過(guò)對(duì)終端保護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)減少光刻次數(shù)，從而降低器件的制造成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明MOS場(chǎng)效應(yīng)管采用的笫一種技術(shù)方案是一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，在俯視平面上，該器件中間為并聯(lián)的單胞陣列，單胞陣列的外圍設(shè)有終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，其創(chuàng)新在于在俯視平面上，所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由一個(gè)場(chǎng)限環(huán)、一個(gè)場(chǎng)板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板、截止環(huán)次序設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場(chǎng)限環(huán).在截面上，場(chǎng)限環(huán)位于半導(dǎo)體珪片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于笫二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部.在截面上，場(chǎng)板由柵氧化硅層和導(dǎo)電多晶硅疊加構(gòu)成，柵氧化硅層位于半導(dǎo)M片的笫一導(dǎo)電類型外M表面上，導(dǎo)電多晶硅位于柵氧化硅層上。在截面上，截止環(huán)位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部，金屬層將笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)連接成等電位.在截面上，場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的笫二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的笫二導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅位于場(chǎng)限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明MOS場(chǎng)效應(yīng)管采用的笫二種技術(shù)方案是一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，在俯視平面上，該器件中間為并聯(lián)的單胞陣列，單胞陣列的外圍設(shè)有終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，其創(chuàng)新在于在俯視平面上，所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由至少兩個(gè)場(chǎng)限環(huán)、與場(chǎng)限環(huán)數(shù)量相同的場(chǎng)板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板、場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板，最后為截止環(huán)的M設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場(chǎng)限環(huán).在截面上，場(chǎng)限環(huán)位于半導(dǎo)M片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部。在截面上，場(chǎng)板由柵氧化硅層和導(dǎo)電多晶硅疊加構(gòu)成，柵氧化硅層位于半導(dǎo)朱法片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，導(dǎo)電多晶硅位于柵氧化硅層上。在截面上，截止環(huán)位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和笫二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于笫二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部，金屬層將第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)連接成等電位。在截面上，場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅位于兩個(gè)相鄰場(chǎng)限環(huán)以及場(chǎng)限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層.上述功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管笫一種和笫二種技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下所述"邊緣單胞"是指單胞陣列邊緣位置的單胞。所述"由內(nèi)向外"是指以單胞陣列為中心向外圍擴(kuò)散的方向.所述"該器件中間"是指器件單胞陣列的區(qū)域，或稱其為有源區(qū)，它是相對(duì)外圍終端保護(hù)結(jié)構(gòu)而言的。所述"第一導(dǎo)電類型"和"第二導(dǎo)電類型"兩者中，對(duì)于N型MOS場(chǎng)效應(yīng)管第一導(dǎo)電類型指N型，第二導(dǎo)電類型指P型；對(duì)于P型MOS場(chǎng)效應(yīng)管正好相反。為達(dá)到上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管制造方法采用的技術(shù)方案是按照上述第一或第二技術(shù)方案所述功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其創(chuàng)新在于(1)所述場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，由同一個(gè)第二導(dǎo)電類型摻雜過(guò)程形成，(2)所述場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，由同一個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜過(guò)程形成.(3)所述場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅與單胞陣列中導(dǎo)電多晶硅，由同一個(gè)多晶硅淀積以及多晶硅刻蝕過(guò)程形成。(4)所述場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅在第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)和笫二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入之前形成，并作為終端保護(hù)區(qū)域第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)和笫二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層。本發(fā)明溝槽型功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管制造方法包括下列工藝步驟a)提供笫一導(dǎo)電類型的具有兩個(gè)相對(duì)主面的半導(dǎo)體硅片；b)于笫一主面上形成第一氧化硅層；c)選擇性的掩蔽和刻蝕第一氧化^，形成深溝槽刻蝕的笫一氧化M硬掩膜；d)于具有第一氧化硅層硬掩膜的笫一主面刻蝕形成深溝槽；e)于第一主面及深溝槽表面形成第二氧化硅層，即柵氧化硅層；f)于第二氧化硅層表面形成導(dǎo)電多晶珪層；g)選擇性的掩蔽和刻蝕導(dǎo)電多晶硅層，形成場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅和單胞陣列中深溝槽的導(dǎo)電多晶硅；h)于具有導(dǎo)電多晶硅阻擋層的第一主面中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過(guò)推結(jié)形成場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)；i)于具有導(dǎo)電多晶硅阻擋層的笫一主面中進(jìn)行笫一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過(guò)推結(jié)形成場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)；j)于第一主面形成第三氧化硅層，第三氧化硅層為層間介質(zhì)層；k)選擇性的掩蔽和刻蝕笫三氧化硅層，形成單胞陣列的接觸孔和截止環(huán)的接觸孑L,接觸孔深度刻蝕至笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)下表面以下的位置；1)于第三氣化珪層表面形成金屬層；m)選擇性的掩蔽和刻蝕金屬層.本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思描述如下對(duì)于功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，其應(yīng)用時(shí)必須承受反向的耐壓，通常MOS場(chǎng)效應(yīng)管會(huì)在其邊緣設(shè)計(jì)終端保護(hù)結(jié)構(gòu)。終端保護(hù)結(jié)構(gòu)主要有場(chǎng)板、場(chǎng)限環(huán)及截止環(huán)組成，其中場(chǎng)板與場(chǎng)限環(huán)組^f吏用改善表面擊穿特性.場(chǎng)板可以有效地抑制表面電荷引起的低擊穿，場(chǎng)限環(huán)則可以減緩平面結(jié)曲率效應(yīng)造成的PN結(jié)擊穿.場(chǎng)板和場(chǎng)限環(huán)的結(jié)^用能大幅提高功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的M耐壓性能.而設(shè)計(jì)截止環(huán)，主要是收集表面電荷，避免引M面反型造成漏電。本發(fā)明功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法的發(fā)明點(diǎn)在于終端保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作，其相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)(見(jiàn)困1所示)的優(yōu)化之處集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，在制造中由第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜同時(shí)形成，深度相同。(2)本發(fā)明MOS場(chǎng)效應(yīng)管由單胞陣列最外團(tuán)的一圏第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)來(lái)起到場(chǎng)限環(huán)的作用，同時(shí)M不同的耐壓需求，可以對(duì)場(chǎng)限環(huán)第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度進(jìn)行調(diào)整.(3)本發(fā)明場(chǎng)板由導(dǎo)電多晶硅與柵氣化硅層疊加組成.(4)本發(fā)明場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅的制作第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)之前完成，并作為終端保護(hù)區(qū)域笫一導(dǎo)電類型雜質(zhì)和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層.本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)和效果主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)1、本發(fā)明將場(chǎng)板結(jié)構(gòu)改進(jìn)成由柵氧/tt^層和導(dǎo)電多晶娃組成，其中，導(dǎo)電多晶硅既作為場(chǎng)板的一部分，也作為場(chǎng)限環(huán)的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和截止環(huán)的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的注入阻擋層，因此省去了場(chǎng)氧化硅層結(jié)構(gòu)，減少了光刻次數(shù)，縮短了制造時(shí)間，降低了制造成本.而原來(lái)的場(chǎng)板結(jié)構(gòu)因?yàn)橛袌?chǎng)氧化M，需JMt—次場(chǎng)氧化，光刻，腐蝕，才能形成所需的場(chǎng)板。而本發(fā)明巧妙的運(yùn)用了多晶g形成場(chǎng)板，并且使其成為終端保護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)域笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的注入阻擋層。2、本發(fā)明將場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)及單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)同一步完成，減少了光刻次數(shù)以及注入和熱過(guò)程，縮短了制造時(shí)間，節(jié)約了成本。而原來(lái)的場(chǎng)限環(huán)單獨(dú)制作，需^ft一次光刻，注入A推阱，才能形成所需的場(chǎng)限環(huán)。3、本發(fā)明功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管制造it^中只需使用四塊光刻板，并且能承受超過(guò)20V-300V的反向電壓。而圖1所示的現(xiàn)有80V的溝槽型功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管通常需要7塊光刻板。由此可以看出本發(fā)明極大的優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，減少了光刻次數(shù)，降低了制造成本.現(xiàn)將本發(fā)明制造方法與現(xiàn)有制造方法對(duì)比如下:賄命齢>法械明命齡法省去妙敗笫4場(chǎng)氧^g"成長(zhǎng)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從以上對(duì)比的表格中，可以清楚的看出以下效果第一，本發(fā)明制造方法省去了有源區(qū)光刻;jout目應(yīng)工藝；第二，本發(fā)明制造方法省去了場(chǎng)限環(huán)光刻板;M目應(yīng)工藝；第三，本發(fā)明制造方法省去了源極光刻板成;M目應(yīng)工藝；通常，溝槽型功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造成本可以簡(jiǎn)化成以光刻次數(shù)來(lái)計(jì)算，增加一次光刻約增加10~15%的成本，因此本發(fā)明減少了三次光刻大約可以降低30~40%左右的成本，這對(duì)于提高溝槽型功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的市場(chǎng)竟?fàn)幜?lái)說(shuō)效果是顯著的。附圖1為現(xiàn)有功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管剖面示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管俯視平面示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管截面示意圖；附圖4~9為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管工藝制作流程示意圖；附圖10為本發(fā)明實(shí)施例二功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管截面示意圖。以上附圖中1、單胞陣列；2、場(chǎng)限環(huán)；3、場(chǎng)板；4、截止環(huán)；5、邊緣單胞；6、場(chǎng)限環(huán)p-區(qū)；7、N-型外M;8、柵氧化硅層；9、導(dǎo)電多晶硅；10、截止環(huán)p-區(qū)；11、單胞陣列的P-阱；12、N+型襯底；13、深溝槽導(dǎo)電多晶硅；14、介質(zhì)層；15、金屬層；16、場(chǎng)氧化砝層；17、光刻膠，具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管如圖2所示，在俯視平面上，該MOS場(chǎng)效應(yīng)管中間為并聯(lián)的單胞陣列1，單胞陣列1的外圍設(shè)有終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，該MOS場(chǎng)效應(yīng)管還設(shè)有柵極(圖中未畫(huà)出)，該柵極的位置根據(jù)封裝要求來(lái)確定.所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由一個(gè)場(chǎng)限環(huán)2、一個(gè)場(chǎng)板3和一個(gè)截止環(huán)4組成.如圖3所示，在截面上，從有源區(qū)邊緣單胞5外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)2、場(chǎng)板3、截止環(huán)4次序設(shè)置，而且邊緣單胞5外圍直接連接場(chǎng)限環(huán)2。場(chǎng)限環(huán)2由上部帶N+區(qū)的場(chǎng)限環(huán)P-區(qū)6構(gòu)成，場(chǎng)限環(huán)P-區(qū)6位于半導(dǎo)體硅片的N—型外延層7上。場(chǎng)板3由柵氣化珪層8和導(dǎo)電多晶硅9疊加構(gòu)成，柵氧化珪層8位于半導(dǎo)體硅片的N—型外延層7表面上，導(dǎo)電多晶硅9位于柵氣化硅層8上。截止環(huán)4由上部帶N+區(qū)的截止環(huán)p-區(qū)10構(gòu)成，截止環(huán)p-區(qū)10位于半導(dǎo)M片的N型外延層7上，金屬層分別將截止環(huán)P—區(qū)10和N+區(qū)連接成等電位(圖中未畫(huà)出).半導(dǎo)體硅片N型外延層7上的場(chǎng)限環(huán)P_區(qū)6、截止環(huán)P—區(qū)10和單胞陣列的p-阱ll為同一制ity昏，它們的P型雜質(zhì)摻雜深度相同.場(chǎng)P艮環(huán)P—區(qū)6、截止環(huán)P-區(qū)10和單胞陣列的P—阱11三者上部所帶的N+區(qū)為同一制造層，它們的N型雜質(zhì)摻雜深度相同。場(chǎng)板3中的導(dǎo)電多晶硅9作為P型雜質(zhì)離子注入和N型雜質(zhì)離子注入的阻擋層，該阻擋層位于場(chǎng)限環(huán)p-區(qū)6與截止環(huán)P區(qū)IO之間區(qū)域的上方。參見(jiàn)圖4~圖9所示，本實(shí)施例一功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管制造方法包括下列工藝步驟a)硅硬掩膜生長(zhǎng)。其中硬掩膜可以采用LPTEOS或熱氧化二氣化^化學(xué)氣相沉積二氧化硅或熱氣化二氣化^氮化硅。其后通過(guò)光刻和各向異性刻蝕形成有源區(qū)單胞的深溝槽硬掩模.b)深溝槽刻蝕。溝槽采用各向異性刻蝕形成垂直側(cè)壁(通常側(cè)壁與硅片表面呈88度)。見(jiàn)圖4有源區(qū)單胞陣列深溝槽。c)柵氣化/多晶硅淀積.在帶深溝槽的N'型外延層7表面生長(zhǎng)柵氣化硅層8(見(jiàn)圖4)，然后在柵氣化硅層8表面淀積導(dǎo)電多晶硅層。柵氧化/多晶硅淀積采用現(xiàn)有普通工藝。d)多晶硅層光刻/多晶硅刻蝕。具體是對(duì)導(dǎo)電多晶珪層進(jìn)行光刻和刻蝕，所留下的導(dǎo)電多晶硅同時(shí)形成場(chǎng)板3中的導(dǎo)電多晶硅9和有源區(qū)單胞的深溝槽導(dǎo)電多晶硅13(見(jiàn)困5).e)單胞陣列的P—阱、截止環(huán)p-區(qū)和場(chǎng)限環(huán)p-區(qū)注入。具體是以場(chǎng)板3中的導(dǎo)電多晶硅9作為阻擋層進(jìn)行P型雜質(zhì)離子注入(通常注入為硼B(yǎng)),并推阱，形成了具有相同深度的截止環(huán)P-區(qū)IO、場(chǎng)限環(huán)p-區(qū)6和單胞陣列的P_阱11(見(jiàn)圖6)。f)N型源層注入(]NT注入)，退火.具體是以場(chǎng)板3中的導(dǎo)電多晶硅9作為阻擋層進(jìn)行N型雜質(zhì)離子注入(通常注入的離子為砷As)，退火后同時(shí)形成相同深度的截止環(huán)P-區(qū)10、場(chǎng)限環(huán)P-區(qū)6和單胞陣列的p-阱ll三者上部的N+區(qū)(見(jiàn)圖7).g)介質(zhì)層淀積，見(jiàn)圖8，介質(zhì)層14淀積可以選取硼磷硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)或硅玻璃(USG)等，h)孔光刻/刻蝕。具體是對(duì)有源區(qū)、截止環(huán)及導(dǎo)電多晶硅引出的孔光刻/腐蝕，孔深挖至N"區(qū)以下位置，讓孔能直接與p-阱相連(見(jiàn)圖9)。j)金屬層淀積/光刻/刻蝕，孔及金屬層15互連線的形成，采用現(xiàn)有技術(shù)，金屬填充可以采用鵠塞工藝或直M屬填充工藝.本發(fā)明節(jié)省了有源區(qū)光刻版，場(chǎng)限環(huán)光刻;&^L源區(qū)注入三層光刻板，在保證產(chǎn)品性能的前提下，減少了光刻次數(shù)，大大降低制造成本，可適用于大批量低成本制造功率溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。實(shí)施例二一種功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管如圖10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)場(chǎng)限環(huán)2、兩塊場(chǎng)板3和一個(gè)截止環(huán)4組成，從有源區(qū)邊緣單胞5外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)2、場(chǎng)板3、場(chǎng)限環(huán)2、場(chǎng)板3，最后為截止環(huán)4的M設(shè)置，而且邊緣單胞5外圍直接連接場(chǎng)限環(huán)2.其它結(jié)構(gòu)以及制造方法內(nèi)容與實(shí)施例一相同，這里不再重復(fù)描述.由本實(shí)施例可以直接得出終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由三個(gè)場(chǎng)限環(huán)2、三塊場(chǎng)板3和一個(gè)截止環(huán)4組成的情況。也可以得出終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由三個(gè)以上場(chǎng)限環(huán)2、三塊以上場(chǎng)板3和一個(gè)截止環(huán)4組成的情況。雖然上述說(shuō)明是以N通道溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)加以描述的，但L^發(fā)明也可以適用于P溝道溝槽型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，其中僅需將P改為N，N該為P即可。此外，本發(fā)明同樣適用于平面型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。本發(fā)明并不受限于上述說(shuō)明，而是可允許種種修飾及變化，其中不同的制造方法而導(dǎo)致與本發(fā)明終端保護(hù)結(jié)構(gòu)相同的，均在本發(fā)明范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，在俯視平面上，該器件中間為并聯(lián)的單胞陣列，單胞陣列的外圍設(shè)有終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在俯視平面上，所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由一個(gè)場(chǎng)限環(huán)、一個(gè)場(chǎng)板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板、截止環(huán)次序設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場(chǎng)限環(huán)；在截面上，場(chǎng)限環(huán)位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部；在截面上，場(chǎng)板由柵氧化硅層和導(dǎo)電多晶硅疊加構(gòu)成，柵氧化硅層位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，導(dǎo)電多晶硅位于柵氧化硅層上；在截面上，截止環(huán)位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部，金屬層將第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)連接成等電位；在截面上，場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅位于場(chǎng)限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層。2、一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，在俯視平面上，該器件中間為并聯(lián)的單胞陣列，單胞陣列的外圍設(shè)有終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在俯視平面上，所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由至少兩個(gè)場(chǎng)限環(huán)、與場(chǎng)限環(huán)數(shù)量相同的場(chǎng)板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開(kāi)始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板、場(chǎng)限環(huán)、場(chǎng)板，最后為截止環(huán)的M^設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場(chǎng)限環(huán)；在截面上，場(chǎng)限環(huán)位于半導(dǎo)體硅片的笫一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部；在截面上，場(chǎng)板由柵氧化硅層和導(dǎo)電多晶硅疊加構(gòu)成，柵氧化^位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，導(dǎo)電多晶硅位于柵氣化硅層上；在截面上，截止環(huán)位于半導(dǎo)朱眭片的第一導(dǎo)電類型外延層上部區(qū)域內(nèi)，它由笫一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)位于第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的上部，金屬層將第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)連接成等電位；在截面上，場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)為同一制造層，它們的笫一導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜深度相同；場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅位于兩個(gè)相鄰場(chǎng)限環(huán)以及場(chǎng)限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層.3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于所述場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，由同一個(gè)第二導(dǎo)電類型摻雜過(guò)程形成；所述場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，由同一個(gè)第一導(dǎo)電類型摻雜過(guò)程形成；所述場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅與單胞陣列中導(dǎo)電多晶硅，由同一個(gè)多晶硅淀積以及多晶硅刻蝕過(guò)程形成；所述場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅在第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入之前形成,并作為終端保護(hù)區(qū)域第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入的阻擋層。4.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于包括下列工藝步驟a)提供第一導(dǎo)電類型的具有兩個(gè)相對(duì)主面的半導(dǎo)體硅片；b)于第一主面上形成笫一氧化硅層；c)選擇性的掩蔽和刻蝕第一氧化M，形成深溝槽刻蝕的第一氧化M硬掩膜；d)于具有第一氧化硅層硬掩膜的第一主面刻蝕形成深溝槽；e)于第一主面及深溝槽表面形成第二氧化硅層，即柵氧化硅層；f)于第二氧化硅層表面形成導(dǎo)電多晶硅層；g)選擇性的掩蔽和刻蝕導(dǎo)電多晶M，形成場(chǎng)板中的導(dǎo)電多晶硅和單胞陣列中深溝槽的導(dǎo)電多晶硅；h)于具有導(dǎo)電多晶硅阻擋層的第一主面中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過(guò)推結(jié)形成場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)；i)于具有導(dǎo)電多晶硅阻擋層的第一主面中進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過(guò)推結(jié)形成場(chǎng)限環(huán)、截止環(huán)和單胞陣列三者各自的笫一導(dǎo)電類型滲雜區(qū)；j)于第一主面形成第三氧化硅層；k)選擇性的掩蔽和刻蝕笫三氣化M，形成單胞陣列的接觸孔和截止環(huán)的接觸孔；l)于笫三氧化珪層表面形成金屬層；m)選擇性的掩蔽和刻蝕金屬層.5、根據(jù)權(quán)利要求4所述功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于所述步驟k)中，接觸孔深度刻蝕至第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)下表面以下的位置.全文摘要一種帶有多晶硅場(chǎng)板的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法，其特征在于對(duì)MOS場(chǎng)效應(yīng)管有源區(qū)外圍的終端保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下幾方面改進(jìn)1.將單胞陣列的邊緣單胞外圍的P^-阱直接作為場(chǎng)限環(huán)；2.將場(chǎng)限環(huán)P^-區(qū)、截止環(huán)P^-區(qū)和單胞陣列的P^-阱作為同一制造層，由P型摻雜同時(shí)形成；3.省去原來(lái)由場(chǎng)氧，將場(chǎng)板結(jié)構(gòu)改由柵氧化硅層與多晶硅組成；4.將場(chǎng)板中的多晶硅作為P型雜質(zhì)離子注入的阻擋層直接形成場(chǎng)限環(huán)P^-區(qū)，截止環(huán)P^-區(qū)及單胞的P^-阱；5.在P型摻雜之后直接進(jìn)行N型摻雜，使得場(chǎng)限環(huán)P^-區(qū)、截止環(huán)P^-區(qū)和單胞陣列的P^-阱三者上部均帶N⁺區(qū)。本發(fā)明節(jié)省了有源區(qū)光刻版，場(chǎng)限環(huán)光刻版及源區(qū)注入三層光刻板，在保證產(chǎn)品性能的前提下，減少了光刻次數(shù)，大大降低制造成本，可適用于大批量低成本制造功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管。文檔編號(hào)H01L27/085GK101271898SQ20081001998公開(kāi)日2008年9月24日申請(qǐng)日期2008年3月18日優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日發(fā)明者魯張,朱袁正申請(qǐng)人:蘇州硅能半導(dǎo)體科技股份有限公司