專利名稱：：一種功率溝槽式mos場效應(yīng)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管及其制造方法。這種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管可以是N或P型MOS場效應(yīng)管，它能承受的電壓在中低壓范圍(20V〈電壓〈300V)。技術(shù)背景功率溝槽式MOS場效應(yīng)管作為一種在平面式MOS場效應(yīng)管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型大功率MOS場效應(yīng)管，消除了平面式MOS場效應(yīng)管的寄生JFET效應(yīng)，具有導(dǎo)通電阻減小、飽和壓降低、開關(guān)速度快、溝道密度高、芯片尺寸小等特點(diǎn)，是中低壓大功率MOS場效應(yīng)管發(fā)展的主流。功率溝槽式MOS場效應(yīng)管設(shè)計(jì)和制造方法一直在持續(xù)的改進(jìn)，朝著低導(dǎo)通電阻(Rdson)，高耐壓，高頻率的方向發(fā)展。近年來，隨著介入商家的不斷增多，市場竟?fàn)幍募ち遥瑢Τ杀究刂频囊笠苍絹碓礁?，如何在不降低器件性?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?？刂浦圃斐杀?，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。終端保護(hù)結(jié)構(gòu)是功率MOS場效應(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，往往引起外圈單胞的表面電場過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圏增加終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，減小終端電場密度，起到提高M(jìn)OS場效應(yīng)管耐壓的作用。對于大于20V的功率MOS場效應(yīng)管，其終端保護(hù)結(jié)構(gòu)從內(nèi)向外由場限環(huán)、場板和截止環(huán)組成。而制造場限環(huán)和有源區(qū)需要進(jìn)行兩次光刻。目前的技術(shù)水平，制造一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管(見圖l所示)，總共需要使用七塊光刻版，并按以下工藝流程來完成第一步，在半導(dǎo)體硅片上生長場氧化硅層；第二步，通過光刻，界定出有源區(qū)，對場氧化硅層進(jìn)行刻蝕(光刻版l);第三步，通過光刻，界定出場限環(huán)注入?yún)^(qū)域，進(jìn)行P型摻雜形成場限環(huán)P+區(qū)(光刻版2);第四步，于半導(dǎo)體硅片表面生長硬掩膜氧化層，通過光刻，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，基于硬掩膜氧化層進(jìn)行深溝槽硅刻蝕；第六步，生長柵氧化層，于柵氧化層表面淀積導(dǎo)電多晶硅；第七步，通過光刻，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)體硅片表面進(jìn)行P型雜質(zhì)離子注入，并進(jìn)行推阱形成單胞陣列的P7并；第九步，通過光刻，界定出源極區(qū)域，進(jìn)行N型雜質(zhì)離子;認(rèn)，阱形成N+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，通過光刻，界定出接觸孔區(qū)域，并進(jìn)行氧化層刻蝕(光刻版6);第十二步，淀積金屬層，通過光刻，定義出刻蝕區(qū)域，進(jìn)行金屬刻蝕(光刻版7)。該制造過程總共涉及7次光刻，尤其是對場限環(huán)進(jìn)行單獨(dú)制作，需要使用到氧化，推阱等熱處理過程，這些制造步驟無一例外的增加了制造周期，工藝復(fù)雜性，增加了制造成本，因此能否盡可能減少光刻，以及熱過程是本發(fā)明主要考慮的方向。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種功率溝槽式MOS場效應(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，通過對終端保護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來減少光刻次數(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場效應(yīng)管采用的第一種技術(shù)方案是一種功率溝槽式MOS場效應(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^L平面上，所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由一個(gè)場限環(huán)、一個(gè)場板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)、場板、截止環(huán)次序設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場限環(huán)；在截面上，場限環(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，場板由氧化硅層和場板區(qū)金屬層構(gòu)成，其中，氧化硅層分為場氧化硅層和介質(zhì)層兩層，場氧化硅層位于半導(dǎo)體硅片的篥一導(dǎo)電類型外延層表面上，介質(zhì)層覆蓋在場氧化硅層之上，場板區(qū)金屬層位于介質(zhì)層之上；在截面上，截止環(huán)位于半導(dǎo)體石圭片的第一導(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，截止環(huán)區(qū)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；場板中的場氧化硅層位于場限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明MOS場效應(yīng)管采用的第二種技術(shù)方案是一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管，在俯—見平面上，該器件中間為并聯(lián)的單^/車列，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)場限環(huán)、與場限環(huán)數(shù)量相同的場板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)、場板、場限環(huán)、場板，最后為截止環(huán)的規(guī)律設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場限環(huán)；在截面上，場限環(huán)位于半導(dǎo)體石圭片的第一導(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，場板由氧化硅層和場板區(qū)金屬層構(gòu)成，其中，氧化硅層分為場氧化硅層和介質(zhì)層兩層，場氧化硅層位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，介質(zhì)層覆蓋在場氧化硅層之上，場板區(qū)金屬層位于介質(zhì)層之上；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，截止環(huán)區(qū)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；場限環(huán)、截止環(huán)和單月包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；場板中的場氧化硅層位于場限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層。上述MOS場效應(yīng)管第一種和第二種技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、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)，它是相對外圍終端保護(hù)結(jié)構(gòu)而言的。2、所述"第一導(dǎo)電類型"和"第二導(dǎo)電類型"兩者中，對于N型MOS場效應(yīng)管第一導(dǎo)電類型指N型，第二導(dǎo)電類型指P型；對于P型MOS場效應(yīng)管正好相反。3、場板區(qū)金屬層自單胞陣列外圍開始到截止環(huán)上方的場氧化硅層為止，連續(xù)的或分段的覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方。所謂分段覆蓋是指場板區(qū)金屬層從起點(diǎn)位置開始到終點(diǎn)位置為止分成若干段，該若干段場板區(qū)金屬層對應(yīng)覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方。為實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明MOS場效應(yīng)管制造方法采用的技術(shù)方案是按照上述第一或第二"t支術(shù)方案所述功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的制造方法，其創(chuàng)新在于(1)所述場限環(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)電類型摻雜過程形成；(2)所述場限環(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)電類型摻雜過程形成；(3)所述場板中的場氧化硅層在第一導(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)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層；(4)所述場限環(huán)、場板、截止環(huán)和單胞陣列三者各自區(qū)域中的介質(zhì)層和金屬層分別為同一制造層。本發(fā)明MOS場效應(yīng)管制造方法包括下列工藝步驟a)提供第一導(dǎo)電類型的具有兩個(gè)相對主面的半導(dǎo)體硅片；b)于第一主面上形成第一氧化硅層，即場氧化硅層；c)選擇性的掩蔽和刻蝕第一氧化硅層，定義出有源區(qū)和終端保護(hù)區(qū)域；d)于第一主面上形成第二氧化硅層，選擇性的掩蔽和刻蝕第二氧化硅層，形成深溝槽刻蝕的硬掩膜；e)于具有硬掩膜的第一主面刻蝕形成深溝槽；f)刻蝕去除第二氧化硅層；g)于第一主面及深溝槽表面形成第三氧化硅層，即柵氧化硅層；h)于第三氧化硅層表面形成導(dǎo)電多晶硅層；i)對導(dǎo)電多晶硅層進(jìn)行普遍刻蝕，形成單胞陣列區(qū)域內(nèi)溝槽中的導(dǎo)電多晶硅；j)于具有場氧化硅層阻擋的第一主面中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過推結(jié)形成場限環(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)；k)于具有場氧化硅層阻擋的第一主面中進(jìn)行笫一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過推結(jié)形成場限環(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)；1)于第一主面形成第四氧化硅層，即介質(zhì)層；m)選擇性的掩蔽和刻蝕第四氧化硅層，形成單胞陣列的接觸孔和截止環(huán)的接觸孔；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;n)于第四氧化珪層表面形成金屬層；o)選擇性的掩蔽和刻蝕金屬層。本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思描述如下對于功率溝槽式MOS場效應(yīng)管，其應(yīng)用時(shí)必須承受反向的耐壓，通常MOS場效應(yīng)管會在其邊緣設(shè)計(jì)終端保護(hù)結(jié)構(gòu)。終端保護(hù)結(jié)構(gòu)主要有場板、場限環(huán)及截止環(huán)組成，其中場板與場限環(huán)組合使用改善表面擊穿特性。場板可以有效地抑制表面電荷引起的低擊穿，場限環(huán)則可以減緩平面結(jié)曲率效應(yīng)造成的PN結(jié)擊穿。場板和場限環(huán)的結(jié)合使用能大幅提高功率MOS場效應(yīng)管的整體耐壓性能。而設(shè)計(jì)截止環(huán)，主要是收集表面電荷，避免引起表面反型造成漏電。本發(fā)明MOS場效應(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，其相對現(xiàn)有:R術(shù)(見圖l所示)的優(yōu)化之處集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)場限環(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)場限環(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，在制造中由第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜同時(shí)形成，深度相同。(3)位于場限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域上方的場氧化硅層作為第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層。(4)本發(fā)明MOS場效應(yīng)管由單胞陣列聶外圏的一圏第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)來起到場限環(huán)的作用，同時(shí)根據(jù)不同的耐壓需求，可以對場限環(huán)第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度進(jìn)行調(diào)整。(5)本發(fā)明MOS場效應(yīng)管終端保護(hù)結(jié)構(gòu)處，金屬層連續(xù)或分段的覆蓋所有場限環(huán)與場板區(qū)域上方。本發(fā)明相對現(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)以及注入和熱過程，縮短了制造時(shí)間，節(jié)約了成本。而原來的場限環(huán)第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)單獨(dú)制作，需要作一次光刻，注入及推阱，才能形成所需的場限環(huán)。2、本發(fā)明MOS場效應(yīng)管制造過程中只需使用四塊光刻板，并且能承受20V-300V的反向電壓。而圖1所示的現(xiàn)有80V的溝槽式MOS場效應(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?，F(xiàn)將本發(fā)明制造方法與現(xiàn)有制造方法對比如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>步步，)從以上對比的表格中，可以清楚的看出以下效果:第一，本發(fā)明制造方法省去了場限環(huán)光刻版及相應(yīng)工藝;第二，本發(fā)明制造方法省去了多晶石圭光刻板及相應(yīng)工藝;第三，本發(fā)明制造方法省去了源極光刻板成及相應(yīng)工藝；通常，功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的制造成本可以筒化成以光刻次數(shù)來計(jì)算，增加一次光刻約增加1015%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，這對于提高功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的市場竟?fàn)幜碚f效果是顯著的。附圖1為現(xiàn)有功率溝槽式MOS場效應(yīng)管剖面示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽式MOS場效應(yīng)管俯一見平面示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽式MOS場效應(yīng)管截面示意圖；附圖49為本發(fā)明實(shí)施例一功率溝槽式MOS場效應(yīng)管工藝制作流程示意圖；附圖10為本發(fā)明實(shí)施例二功率溝槽式MOS場效應(yīng)管截面示意圖。以上附圖中1、單^^陣列；2、場限環(huán)；3、場板；4、截止環(huán)；5、邊緣單胞；6、場限環(huán)p-區(qū)；7、N-型外延層；8、柵氧化硅層；9、場氧化硅層；10、截止環(huán)p-區(qū)；11、單胞陣列的p-阱；12、W型襯底；13、深溝槽導(dǎo)電多晶硅；14、介質(zhì)層；15、金屬層；16導(dǎo)電多晶硅；17、場限環(huán)P+區(qū)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管及其制造方法如圖2所示，在俯視平面上，該MOS場效應(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場效應(yīng)管還設(shè)有4冊極(圖中未畫出)，該4冊極的位置4艮據(jù)封裝要求來確定。所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由一個(gè)場限環(huán)2、一個(gè)場板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外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)2、場板3、截止環(huán)4次序設(shè)置，而且邊緣單胞5外圍直接連接場限環(huán)2。場限環(huán)2由上部帶W區(qū)的場限環(huán)p-區(qū)6構(gòu)成，場限環(huán)p-區(qū)6位于半導(dǎo)體硅片的N-型外延層7上。場板3由場氧化硅層9、介質(zhì)層14和金屬層15疊加構(gòu)成，其中介質(zhì)層14位于場氧化硅層9之上，金屬層15位于介質(zhì)層14之上，場板3上的金屬連續(xù)的覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方。截止環(huán)4由上部帶N+區(qū)的截止環(huán)p-區(qū)IO構(gòu)成，截止環(huán)P—區(qū)IO位于半導(dǎo)體硅片的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。半導(dǎo)體硅片N-型外延層7上的場限環(huán)p-區(qū)6、截止環(huán)P-區(qū)10和單胞陣列的P-阱11為同一制造層，它們的P型雜質(zhì)摻雜深度相同。場限環(huán)P—區(qū)6、截止環(huán)P—區(qū)10和單胞陣列的P7并11三者上部所帶的W區(qū)為同一制造層，它們的N型雜質(zhì)摻雜深度相同。場板3中的場氧化硅層9作為P型雜質(zhì)離子注入和N型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層，該阻擋層位于場限環(huán)P-區(qū)6與截止環(huán)p-區(qū)IO之間區(qū)域的上方。參見圖4~圖9所示，本實(shí)施例一功率溝槽式MOS場效應(yīng)管制造方法包括下列工藝步驟A.于外延片表面生長場氧化硅層，其后通過光刻和腐蝕形成終端保護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)域的場氧化硅層9(見圖4)。B.珪硬掩膜生長。其中硬掩膜可以采用LPTEOS或熱氧化二氧化硅加化學(xué)氣相沉積二氧化硅或熱氧化二氧化硅加氮化硅。其后通過光刻和各向異性刻蝕形成有源區(qū)單胞的深溝槽硬掩模。C.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)。見圖5有源區(qū)單胞陣列深溝槽。溝槽完成后刻蝕去除硬掩模。D.柵氧化/多晶硅淀積。在帶深溝槽的N-型外延層7表面生長柵氧化硅層8(見圖6)，然后在柵氧化硅層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。E.多晶硅層刻蝕。具體是對導(dǎo)電多晶硅層進(jìn)行普遍刻蝕，所留下的導(dǎo)電多晶硅形成有源區(qū)單胞的深溝槽導(dǎo)電多晶硅13(見圖6)。F.單胞陣列的p-阱、截止環(huán)p-區(qū)和場限環(huán)p-區(qū)注入。具體是以場板3中的場氧化硅層9作為阻擋層進(jìn)4亍P型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入(通常注入雜質(zhì)離子為硼B(yǎng)),并推阱，形成了具有相同深度的截止環(huán)P—區(qū)10、場限環(huán)P區(qū)6和單胞陣列的P7并11(見圖7)。G.N型源層注入(N+注入)，退火。具體是以場板3中的場氧化硅層9作為阻擋層進(jìn)行N型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)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、場限環(huán)p-區(qū)6和單胞陣列的P—阱11三者上部的W區(qū)(見圖7)。H.介質(zhì)層淀積。見圖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。I.孔光刻/刻蝕。具體是對有源區(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(見圖8)。J.金屬層淀積/光刻/刻蝕。孔及金屬層15互連線的形成，釆用現(xiàn)有技術(shù)，金屬填充可以采用鴒塞工藝或直接金屬填充工藝。本發(fā)明節(jié)省了場限環(huán)，多晶硅及源區(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大功率溝槽MOS場效應(yīng)管。實(shí)施例二一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管及其制造方法如圖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)場限環(huán)2、兩塊場板3和一個(gè)截止環(huán)4組成，從有源區(qū)邊緣單胞5外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)2、場板3、場限環(huán)2、場板3,最后為截止環(huán)4的規(guī)律設(shè)置，而且邊緣單胞5外圍直接連接場限環(huán)2。場板3上的金屬連續(xù)的覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方(也可以改為分段的覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方，圖中未畫出)。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)場限環(huán)2、三塊場板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)以上場限環(huán)2、三塊以上場板3和一個(gè)截止環(huán)4組成的情況。雖然上述說明是以N通道溝槽型MOS場效應(yīng)管來加以描述的，但本發(fā)明也可以適用于P溝道溝槽型MOS場效應(yīng)管，其中4義需將P改為N，N改為P即可。權(quán)利要求1、一種功率溝槽式MOS場效應(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)場限環(huán)、一個(gè)場板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)、場板、截止環(huán)次序設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場限環(huán)；在截面上，場限環(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，場板由氧化硅層和場板區(qū)金屬層構(gòu)成，其中，氧化硅層分為場氧化硅層和介質(zhì)層兩層，場氧化硅層位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，介質(zhì)層覆蓋在場氧化硅層之上，場板區(qū)金屬層位于介質(zhì)層之上；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，截止環(huán)區(qū)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；場板中的場氧化硅層位于場限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層。2、一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管，在俯^見平面上，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)場限環(huán)、與場限環(huán)數(shù)量相同的場板和一個(gè)截止環(huán)組成，從單胞陣列的邊緣單胞外圍開始，終端保護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外按場限環(huán)、場板、場限環(huán)、場板，最后為截止環(huán)的規(guī)律設(shè)置，而且邊緣單胞外圍直接連接場限環(huán)；在截面上，場限環(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，場板由氧化硅層和場板區(qū)金屬層構(gòu)成，其中，氧化硅層分為場氧化硅層和介質(zhì)層兩層，場氧化硅層位于半導(dǎo)體硅片的第一導(dǎo)電類型外延層表面上，介質(zhì)層覆蓋在場氧化硅層之上，場板區(qū)金屬層位于介質(zhì)層之上；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，截止環(huán)區(qū)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；場板中的場氧化硅層位于場限環(huán)與截止環(huán)之間區(qū)域的上方，并作為第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層。3、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述功率溝槽式MOS場效應(yīng)管，其特征在于場板區(qū)金屬層自單胞陣列外圍開始到截止環(huán)上方的場氧化硅層為止，連續(xù)的或分段的覆蓋在所有場限環(huán)和場板的上方。4、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述功率溝槽式MOS場效應(yīng)管的制造方法，其特征在于所述場限環(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)電類型摻雜過程形成；所述場限環(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)電類型摻雜過程形成；所述場板中的場氧化硅層在第一導(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)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層；所述場限環(huán)、場板、截止環(huán)和單胞陣列三者各自區(qū)域中的介質(zhì)層和金屬層分別為同一制造層。5、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述功率溝槽式MOS場效應(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)相對主面的半導(dǎo)體硅片；b)于第一主面上形成第一氧化硅層，即場氧化硅層；c)選擇性的掩蔽和刻蝕第一氧化硅層，定義出有源區(qū)和終端保護(hù)區(qū)域；d)于第一主面上形成第二氧化硅層，選擇性的掩蔽和刻蝕第二氧化硅層，形成深溝槽刻蝕的硬掩膜；e)于具有硬掩膜的第一主面刻蝕形成深溝槽；i)刻蝕去除第二氧化硅層；g)于第一主面及深溝槽表面形成第三氧化硅層，即柵氧化硅層；h)于第三氧化硅層表面形成導(dǎo)電多晶硅層；i)對導(dǎo)電多晶^s圭層進(jìn)行普遍刻蝕，形成單胞陣列區(qū)域內(nèi)溝槽中的導(dǎo)電多晶硅；j)于具有場氧化硅層阻擋的第一主面中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過推結(jié)形成場限環(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)；k)于具有場氧化珪層阻擋的第一主面中進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)離子注入，并通過推結(jié)形成場限環(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)；l)于第一主面形成第四氧化硅層，即介質(zhì)層；m)選擇性的掩蔽和刻蝕第四氧化硅層，形成單胞陣列的接觸孔和截止環(huán)的接觸孔；n)于第四氧化硅層表面形成金屬層；o)選擇性的掩蔽和刻蝕金屬層。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于所述步驟m)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。全文摘要一種功率溝槽式MOS場效應(yīng)管及其制造方法，其特征在于對MOS場效應(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^-阱直接作為場限環(huán)；2.將場板中的場氧化硅層作為P型雜質(zhì)離子自對準(zhǔn)注入的阻擋層直接形成場限環(huán)P^-區(qū)，截止環(huán)P^-區(qū)及單胞的P^-阱；3.在P型摻雜之后直接進(jìn)行N型摻雜，使得場限環(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)；4.在終端保護(hù)結(jié)構(gòu)處，金屬層連續(xù)或分段的覆蓋所有場限環(huán)與場板區(qū)域上方。本發(fā)明在保證產(chǎn)品性能的前提下，節(jié)省了場限環(huán)光刻版，多晶硅光刻版及源區(qū)注入光刻板，將原來的七塊光刻板減少到四塊光刻版，從而大大降低了制造成本，可適用于大批量低成本制造功率溝槽式MOS場效應(yīng)管。文檔編號H01L21/70GK101261992SQ20081002362公開日2008年9月10日申請日期2008年4月11日優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日發(fā)明者魯張,朱袁正申請人:蘇州硅能半導(dǎo)體科技股份有限公司