縱向溝槽型mos器件的製備方法

2023-09-19 16:24:55

專利名稱：縱向溝槽型mos器件的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種縱向溝槽型MOS器件的製備方法。
背景技術：
縱向溝槽型MOS是目前熱門的功率器件，儘量低的正嚮導通電阻和儘量高的擊穿 電壓是器件設計和製造追求的目標。已有的一種縱向溝槽MOS器件結構如圖1所示，其溝 槽側壁下部和底部柵氧厚度大於兩側上部的柵氧厚度。這種器件中的溝槽製備方法為先刻 蝕溝槽，並在溝槽內依次生長氧化矽和氮化矽；接著刻蝕去除溝槽底部的氮化矽和氧化矽； 而後進一步進行溝槽刻蝕，使所得溝槽更深；緊接著為第二次所刻蝕的部分溝槽內壁局部 矽氧化，在溝槽底部和兩側壁下部形成厚的氧化矽層；最後去除氮化矽和部分氧化矽。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種縱向溝槽型MOS器件的製備方法，它可以 簡化縱向溝槽型MOS器件的製備工藝。為解決上述技術問題，本發明縱向溝槽型MOS器件的製備方法，為在縱向溝槽型 MOS器件的溝槽形成之後，進行氮離子注入將氮離子注入到所述溝槽上部的側壁表面。本發明的製備方法中將氮注入到溝槽上部，在柵氧化時，溝槽上部氧化速度較慢， 而溝槽下部側壁和溝槽底部沒有氮的存在，氧化速度會快，最終形成溝槽上部形成的氧化 層較薄，溝槽下部和溝槽底部形成氧化層較厚，極大簡化了縱向溝槽型MOS器件的製備流 程。同時在有氮注入的區域形成的柵極氧化膜由於其還有氮元素，有更少的複合中心，使得 柵極氧化膜有更高的耐壓性，提高縱向溝槽型MOS器件的反向擊穿電壓。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明圖1為傳統的縱向溝槽MOS器件的結構示意圖；圖2為實施本發明的方法中氮離子注入的示意圖；圖3為實施本發明的方法中氧化後的結構示意圖；圖4為實施本發明的方法中形成柵極多晶矽後的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的縱向溝槽MOS器件的製備方法，在縱向溝槽刻蝕完成後，光刻膠剝掉之 前，增加進行氮離子注入(見圖2)，使氮離子注入到溝槽上部的側壁表面，而溝槽側壁下部 和溝槽底部並沒有氮離子注入。氮離子注入的溝槽側壁的深度優選為大於後續形成的體區 的深度，且注入後最好進行退火處理，以修復注入損傷。在該步氮離子注入中，氮離子注入的劑量為為IO11 IO16原子/cm2，注入能量為1 2000KeV，氮離子束與襯底垂直軸的夾角 為0 90°。在氮離子注入後，剝掉光刻膠，進行柵氧化。由於溝槽上部側壁表面有氮存在， 在柵氧化時，溝槽上部氧化速度較慢，而溝槽下部側壁和溝槽底部沒有氮的存在，氧化速度 會快，最終形成溝槽上部形成的氧化層較薄，溝槽下部和溝槽底部形成的氧化層較厚(見 圖3)。之後對溝槽進行多晶矽填充，形成柵極多晶矽線條(見圖4)，作為MOS的柵極。
而後採用傳統的工藝完成後續的製程，形成完整的縱向溝槽MOS器件。
權利要求
1.一種縱向溝槽型MOS器件的製備方法，其特徵在於在所述縱向溝槽型MOS器件的 溝槽形成之後，增加進行氮離子注入將氮離子注入到所述溝槽上部的側壁表面的步驟。
2.根據權利要求1所述的縱向溝槽型MOS器件的製備方法，其特徵在於所述氮離子 注入的側壁深度大於後續形成的體區的深度。
3.根據權利要求1所述的縱向溝槽型MOS器件的製備方法，其特徵在於所述氮離子 注入後還進行退火處理的步驟。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的縱向溝槽型MOS器件的製備方法，其特徵在 於所述氮離子注入的步驟中，所述氮離子的注入劑量為IO11 IO"5原子/cm2，注入能量為 1 2000KeV，氮離子束與襯底垂直軸的夾角為0 90°。
全文摘要
本發明公開了一種縱向溝槽型MOS器件的製備方法，在所述縱向溝槽型MOS器件的溝槽形成之後，增加進行氮離子注入將氮離子注入到所述溝槽上部的側壁表面的步驟。本發明的方法中，因有氮注入的區域形成的柵極氧化膜中還有氮元素，有更少的複合中心，使得柵極氧化膜有更高的耐壓性，提高縱向溝槽型MOS器件的反向擊穿電壓。
文檔編號H01L21/28GK102130002SQ20101002731
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月20日 優先權日2010年1月20日
發明者王佰勝, 金勤海 申請人:上海華虹Nec電子有限公司