MOS器件的形成方法技术

本申请公开了一种MOS器件的形成方法，包括：在外延层中形成第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，外延层形成于衬底上，衬底包括第一区域、第二区域和第三区域，第一沟槽的关键尺寸小于第二沟槽的关键尺寸；在第一区域形成第一栅介电层，第一沟槽内形成的第一栅介电层中，上部区域的厚度小于下部区域的厚度；在第二区域和第三区域形成第二栅介电层，第二栅介电层最薄区域的厚度大于第一栅介电层最厚区域的厚度；在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充多晶硅，分别形成第一栅极、第二栅极和终端结构的栅极；在外延层中形成阱区；在第一栅极、第二栅极和终端结构的栅极两侧的阱区中形成重掺杂区。区。区。

【技术实现步骤摘要】
MOS器件的形成方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种MOS器件的形成方法。

技术介绍

[0002]金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管（metal
‑
oxide
‑
semiconductor field
‑
effect transistor，MOSFET，本申请中简称为“MOS”）器件是应用于模拟电路与数字电路的电子器件。
[0003]其中，沟道型MOS（trench MOS）器件由于具有更低的导通电阻和栅漏电荷密度，从而具有更低的导通和开关损耗，以及更快的开关速度，其通常被作为功率器件（又被称为“电子电力器件”）被广泛应用于消费电子产品、新能源汽车、服务器以及控制设备等领域。
[0004]相关技术中，MOS器件包括元胞区和终端结构，元胞区形成有功能器件，终端结构用于提高器件的横向耐压能力，其中，元胞区中存在关键尺寸（critical dimension，CD）不同的功能器件，不同关键尺寸的功能器件由于在相同的制备工艺中形成，其具有相同厚度的栅介电层。
[0005]然而，在相关技术中提供的MOS器件的制造过程中，由于在干法刻蚀的过程中，关键尺寸越大的区域刻蚀速率越快，因此关键尺寸越大的功能器件在刻蚀形成沟槽时，较之关键尺寸较小的功能器件具有更深的沟槽，由于其与关键尺寸较小的功能器件具有相同厚度的栅介电层，因此其栅介电层的厚度相对较薄，从而导致有较高的几率产生击穿现象，降低了器件的可靠性和良率。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种MOS器件的形成方法，可以解决相关技术中提供的MOS器件的形成方法制作得到的MOS器件，由于关键尺寸较大的功能器件的栅介电层较薄所导致的有较高几率产生击穿现象的问题。
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种MOS器件的形成方法，包括：在外延层中形成第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，所述外延层形成于衬底上，所述衬底从俯视角度观察包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域和所述第二区域用于形成所述MOS器件的功能器件，所述第三区域用于形成终端结构，所述第一沟槽的关键尺寸小于所述第二沟槽的关键尺寸；在所述第一区域形成第一栅介电层，所述第一沟槽内形成的第一栅介电层中，上部区域的厚度小于下部区域的厚度；在所述第二区域和所述第三区域形成第二栅介电层，所述第二栅介电层最薄区域的厚度大于所述第一栅介电层最厚区域的厚度；在所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第三沟槽中填充多晶硅，所述第一沟槽中的多晶硅形成所述功能器件的第一栅极，所述第二沟槽中的多晶硅形成所述功能器件的第二栅极，所述第三沟槽中的多晶硅形成所述终端结构的栅极；
在所述外延层中形成阱区，所述阱区中的杂质的类型与所述外延层中的杂质类型不同；在所述第一栅极、所述第二栅极和所述终端结构的栅极两侧的阱区中形成重掺杂区，所述重掺杂区中的杂质的类型与所述外延层中的杂质类型相同，所述重掺杂区中的杂质的浓度大于所述外延层中的杂质的浓度，所述重掺杂区中的杂质的浓度大于所述阱区中的杂质的浓度。
[0008]可选的，所述在所述第一区域形成第一栅介电层，包括：采用光刻工艺在所述第二区域、所述第三区域覆盖光阻；在所述第一区域形成第一氧化层；在所述第一沟槽中填充第一硬掩模层；去除除所述第一沟槽的下部区域以外其它区域的第一氧化层和第一硬掩模层，所述第一沟槽的下部区域是所述第一沟槽中第一深度以下的区域；去除剩余的第一硬掩模层；在所述第一区域形成第二氧化层，所述第二氧化层和剩余的第一氧化层形成所述第一栅介电层；去除光阻。
[0009]可选的，所述第一硬掩模层包括硅氮化物。
[0010]可选的，所述去除剩余的第一硬掩模层，包括：采用湿法刻蚀工艺去除所述第一硬掩模层。
[0011]可选的，所述在去除除所述第一沟槽的下部区域以外其它区域的第一氧化层和第一硬掩模层的过程中，采用干法刻蚀进行所述去除过程，所述干法刻蚀中离子束的入射角度为5度至75度。
[0012]可选的，所述在所述第一区域形成第一氧化层，包括：采用CVD工艺在所述第一区域沉积硅氧化物形成所述第一氧化层。
[0013]可选的，所述在所述第一区域形成第二氧化层，包括：采用热氧化工艺在所述第一区域形成所述第二氧化层，所述第二氧化层的厚度小于所述第一氧化层的厚度。
[0014]可选的，所述在所述第二区域和所述第三区域形成第二栅介电层，包括：采用光刻工艺在所述第一区域覆盖光阻；采用热氧化工艺在所述第二区域和所述第三区域形成第三氧化层；采用CVD工艺在所述第二区域和所述第三区域沉积硅氧化物形成第四氧化层，所述第三氧化层和所述第四氧化层形成所述第二栅介电层；去除光阻。
[0015]可选的，所述在所述第二区域和所述第三区域形成第二栅介电层，包括：采用光刻工艺在所述第一区域和所述第三区域覆盖光阻；在所述第二区域形成第五氧化层；在所述第二沟槽中填充第二硬掩模层；去除除所述第二沟槽的下部区域以外其它区域的第五氧化层和第二硬掩模层，所述第二沟槽的下部区域是所述第二沟槽中第二深度以下的区域；
去除剩余的第二硬掩模层；在所述第二区域形成第六氧化层，所述第六氧化层和剩余的第五氧化层形成所述第二区域的第二栅介电层；去除光阻；采用光刻工艺在所述第一区域和所述第二区域覆盖光阻；在所述第三区域形成所述第三区域的第二栅介电层；去除光阻。
[0016]可选的，所述第二硬掩模层包括硅氮化物。
[0017]可选的，所述去除剩余的第二硬掩模层，包括：采用湿法刻蚀工艺去除所述第二硬掩模层。
[0018]可选的，所述在去除除所述第二沟槽的下部区域以外其它区域的第五氧化层和第二硬掩模层的过程中，采用干法刻蚀进行所述去除过程，所述干法刻蚀中离子束的入射角度为5度至75度。
[0019]可选的，所述在所述第二区域形成第五氧化层，包括：采用CVD工艺在所述第二区域沉积硅氧化物形成所述第五氧化层。
[0020]可选的，所述在所述第二区域形成第六氧化层，包括：采用热氧化工艺在所述第二区域形成所述第六氧化层，所述第六氧化层的厚度小于所述第五氧化层的厚度。
[0021]可选的，所述在所述第三区域形成所述第三区域的第二栅介电层，包括：采用热氧化工艺在所述第三区域形成所述第七氧化层；采用CVD工艺在所述第三区域沉积硅氧化物形成所述第八氧化层，所述第七氧化层和所述第八氧化层形成所述第三区域的第二栅介电层。
[0022]本申请技术方案，至少包括如下优点：通过在MOS器件的形成过程中，分别形成关键尺寸较小的功能器件的第一栅介电层和关键尺寸较大的功能器件的第二栅介电层，由于第二栅介电层最薄区域的厚度大于第一栅介电层最厚区域的厚度，因此解决了相关技术中由于关键尺寸较大的功能器件的栅介电层较薄所导致的有较高几率产生击穿现象的问题，提高了器件的可靠性和良率；同时，通过将功能器件的栅介电层形成为下部的厚度大于其上部的厚度，从而进一步降低了器件的击穿几率。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOS器件的形成方法，其特征在于，包括：在外延层中形成第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，所述外延层形成于衬底上，所述衬底从俯视角度观察包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域和所述第二区域用于形成所述MOS器件的功能器件，所述第三区域用于形成终端结构，所述第一沟槽的关键尺寸小于所述第二沟槽的关键尺寸；在所述第一区域形成第一栅介电层，所述第一沟槽内形成的第一栅介电层中，上部区域的厚度小于下部区域的厚度；在所述第二区域和所述第三区域形成第二栅介电层，所述第二栅介电层最薄区域的厚度大于所述第一栅介电层最厚区域的厚度；在所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第三沟槽中填充多晶硅，所述第一沟槽中的多晶硅形成所述功能器件的第一栅极，所述第二沟槽中的多晶硅形成所述功能器件的第二栅极，所述第三沟槽中的多晶硅形成所述终端结构的栅极；在所述外延层中形成阱区，所述阱区中的杂质的类型与所述外延层中的杂质类型不同；在所述第一栅极、所述第二栅极和所述终端结构的栅极两侧的阱区中形成重掺杂区，所述重掺杂区中的杂质的类型与所述外延层中的杂质类型相同，所述重掺杂区中的杂质的浓度大于所述外延层中的杂质的浓度，所述重掺杂区中的杂质的浓度大于所述阱区中的杂质的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一区域形成第一栅介电层，包括：采用光刻工艺在所述第二区域、所述第三区域覆盖光阻；在所述第一区域形成第一氧化层；在所述第一沟槽中填充第一硬掩模层；去除除所述第一沟槽的下部区域以外其它区域的第一氧化层和第一硬掩模层，所述第一沟槽的下部区域是所述第一沟槽中第一深度以下的区域；去除剩余的第一硬掩模层；在所述第一区域形成第二氧化层，所述第二氧化层和剩余的第一氧化层形成所述第一栅介电层；去除光阻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一硬掩模层包括硅氮化物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述去除剩余的第一硬掩模层，包括：采用湿法刻蚀工艺去除所述第一硬掩模层。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在去除除所述第一沟槽的下部区域以外其它区域的第一氧化层和第一硬掩模层的过程中，采用干法刻蚀进行所述去除过程，所述干法刻蚀中离子束的入射角度为5度至75度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述第一区域形成第一氧化层，包括：采用CVD工艺在所述第一区域沉积硅氧化物形成所述第一氧化层。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡盖，吴雷，陈白杨，
申请(专利权)人：江苏东海半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：