屏蔽栅沟槽功率器件及其制造方法与流程

文档序号:12724901阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于,栅极结构包括:

形成于半导体衬底中的深沟槽,在所述深沟槽的底部表面和侧面形成有底部介质层;

在所述底部介质层顶部的所述深沟槽的侧面依次形成有栅介质层和多晶硅栅;所述底部介质层未将所述深沟槽完全填充,令所述深沟槽中所述底部介质层所围区域为底部沟槽以及所述多晶硅栅所围区域为顶部沟槽;

所述栅介质层和所述多晶硅栅的叠加宽度小于底部的所述底部介质层的宽度,所述顶部沟槽的宽度大于所述底部沟槽的宽度;

在所述底部沟槽中填充有源极多晶硅,所述源极多晶硅的顶部表面低于所述底部沟槽的顶部表面;第二介质层完全填充在所述源极多晶硅顶部的所述底部沟槽以及所述顶部沟槽中,所述第二介质层实现所述源极多晶硅以及所述多晶硅栅之间的隔离;

通过所述第二介质层减少所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容;所述第二介质层深入到所述底部沟槽中的深度越深所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容越小,所述第二介质层的宽度越大所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容越小。

2.如权利要求1所述的屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于:所述半导体衬底为第一导电类型掺杂,在所述半导体衬底表面形成有第二导电类型的阱区,被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述阱区表面用于形成沟道;

在所述阱区表面形成有第一导电类型重掺杂的源区;

在所述半导体衬底的正面还形成有层间膜、接触孔和正面金属层,源极和栅极由对所述正面金属层进行光刻刻蚀形成,所述源极通过接触孔和所述源区以及所述源极多晶硅接触,所述栅极通过接触孔和所述多晶硅栅接触;

漏区由形成于减薄后的所述半导体衬底背面的第一导电类型重掺杂区组成,在所述漏区的背面形成背面金属层作为漏极。

3.如权利要求2所述的屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于:所述底部介质层为氧化层,所述第二介质层为氧化层,所述栅介质层为氧化层。

4.如权利要求3所述的屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于:所述第二介质层由所述层间膜组成。

5.如权利要求2所述的屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于:在和所述源区相接触的接触孔的底部形成有第二导电类型重掺杂的阱区接触区。

6.如权利要求2所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:屏蔽栅沟槽功率器件为N型器件,第一导电类型为N型,第二导电类型为P型,所述半导体衬底为N型掺杂;或者,屏蔽栅沟槽功率器件为P型器件,第一导电类型为P型,第二导电类型为N型,所述半导体衬底为P型掺杂。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的屏蔽栅沟槽功率器件,其特征在于:所述半导体衬底为硅衬底。

8.一种屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于,栅极结构采用如下步骤形成:

步骤一、提供一半导体衬底,采用光刻刻蚀工艺在所述半导体衬底中形成深沟槽;

步骤二、在所述深沟槽的底部表面和侧面形成底部介质层;所述底部介质层未将所述深沟槽完全填充;

步骤三、进行多晶硅淀积形成第一多晶硅层将形成有所述底部介质层的所述深沟槽完全填充;

步骤四、进行多晶硅回刻,由回刻后的所述第一多晶硅层组成源极多晶硅;所述源极多晶硅位于所述深沟槽的底部并通过所述底部介质层和所述深沟槽表面隔离;

步骤五、采用淀积和回刻工艺在所述源极多晶硅顶部的所述深沟槽中形成第一掩模层;所述第一掩模层的顶部表面低于所述深沟槽的顶部表面;

步骤六、以所述第一掩模层为掩模对所述底部介质层进行回刻,回刻后的所述底部介质层位于所述深沟槽的底部,且所述源极多晶硅的顶部表面低于所述底部介质层的顶部表面;之后,去除所述第一掩模层;

步骤七、在所述底部介质层顶部的所述深沟槽的侧面依次形成栅介质层和多晶硅栅;

令所述深沟槽中所述底部介质层所围区域为底部沟槽以及所述多晶硅栅所围区域为顶部沟槽;所述栅介质层和所述多晶硅栅的叠加宽度小于底部的所述底部介质层的宽度,所述顶部沟槽的宽度大于所述底部沟槽的宽度;

步骤八、形成第二介质层将所述源极多晶硅顶部的所述底部沟槽以及所述顶部沟槽完全填充,所述第二介质层实现所述源极多晶硅以及所述多晶硅栅之间的隔离;

通过所述第二介质层减少所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容;所述第二介质层深入到所述底部沟槽中的深度越深所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容越小,所述第二介质层的宽度越大所述源极多晶硅和所述多晶硅栅之间的寄生电容越小。

9.如权利要求8所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:步骤七中所述多晶硅栅采用多晶硅淀积加多晶硅回刻工艺形成。

10.如权利要求8所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:所述半导体衬底为第一导电类型掺杂,栅极结构形成之后,还包括如下步骤:

步骤九、进行离子注入在所述半导体衬底中形成第二导电类型的阱区;进行第一导电类型重掺杂的源注入在所述阱区表面形成源区;对所述阱区和所述源区进行热退火推进工艺;被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述阱区表面用于形成沟道;

步骤十、在所述半导体衬底正面形成层间膜、接触孔和正面金属层,对所述正面金属层进行光刻刻蚀形成源极和栅极,所述源极通过接触孔和所述源区以及所述源极多晶硅接触,所述栅极通过接触孔和所述多晶硅栅接触;

步骤十一、对所述半导体衬底背面进行减薄并形成第一导电类型重掺杂的漏区,在所述漏区的背面形成背面金属层作为漏极。

11.如权利要求10所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:步骤十中所述接触孔的开口形成后、金属填充前,还包括在和所述源区相接触的接触孔的底部进行第二导电类型重掺杂注入形成阱区接触区的步骤。

12.如权利要求10所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:所述底部介质层为氧化层,所述第二介质层为氧化层;所述栅介质层为氧化层,所述栅介质层采用热氧化工艺形成。

13.如权利要求10所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:所述第二介质层由所述层间膜组成,此时,步骤八整合到步骤十的所述层间膜的形成工艺中,步骤七完成之后直接进行步骤九,在步骤十的所述层间膜的形成工艺中通过所述层间膜将所述源极多晶硅顶部的所述底部沟槽以及所述顶部沟槽完全填充并组成所述第二介质层。

14.如权利要求10所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:屏蔽栅沟槽功率器件为N型器件,第一导电类型为N型,第二导电类型为P型,所述半导体衬底为N型掺杂;或者,屏蔽栅沟槽功率器件为P型器件,第一导电类型为P型,第二导电类型为N型,所述半导体衬底为P型掺杂。

15.如权利要求8至14中任一权利要求所述的屏蔽栅沟槽功率器件的制造方法,其特征在于:所述半导体衬底为硅衬底。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1