一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法与流程

本发明涉及一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法。

背景技术：

在平面功率转换器件中，栅极用于肖特基接触或金属绝缘体半导体mis接触，源极和漏极则用于欧姆接触，在器件中栅极、源极和漏极都形成在固定的位置，即栅极和源极、漏极之间需要形成对准，现有方法在形成栅极、源极和漏极时使用需要与源极/漏极掩模版进行对准单独的栅极掩模版，然而，根据照相工具的能力，这种常规方法将总是导致栅极和源极/漏极之间的不对准，或达不到对准的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法，包括步骤：

（1）、在衬底上形成绝缘层，在所述绝缘层上涂覆负性光刻胶，通过栅极、源极以及漏极掩膜版对所述负性光刻胶进行光刻显影，在所述负性光刻胶上形成第一栅极区、源极区以及漏极区；

（2）、对所述第一栅极区、源极区以及漏极区底部所述绝缘层进行蚀刻形成栅极沟槽、源极沟槽以及漏极沟槽；

（3）、在器件上表面涂覆正性光刻胶，通过栅极场板掩膜版对所述正性光刻胶进行光刻显影，在所述栅极沟槽、第一栅极区内形成正性光刻胶填充；

（4）、在所述源极沟槽、漏极沟槽内形成源极金属层、漏极金属层；

（5）、去除步骤（1）、（3）中涂覆的所述负性光刻胶和正性光刻胶填充；

（6）、在器件上表面形成栅极绝缘层；

（7）、在所述栅极绝缘层上涂覆负性光刻胶，通过栅极场板掩膜板对所述负性光刻胶进行光刻显影，在所述负性光刻胶上、所述栅极沟槽上方形成第二栅极区，并且所述第二栅极区的宽度大于所述栅极沟槽的宽度；

（8）、在所述栅极沟槽、第二栅极区内形成栅极金属层；

（9）、去除步骤（6）中涂覆所述负性光刻胶。

优选地，在（1）中，所述绝缘层包括形成在所述衬底上的第一绝缘层、形成在所述第一绝缘层上的第二绝缘层，在所述第二绝缘层上涂覆负性光刻胶。

进一步优选地，所述第一绝缘层的厚度为0-25nm；所述第二绝缘层的厚度为25-200nm。

进一步优选地，所述第一绝缘层、第二绝缘层为氧化物绝缘层或氮化物绝缘层。

优选地，在（2）中，对所述第一栅极区、源极区、漏极区底部所述绝缘层蚀刻至所述衬底。

优选地，在（2）中，所述蚀刻为湿法蚀刻或干法蚀刻。

优选地，在（6）中，所述栅极绝缘层为氮化硅绝缘层或氧化物绝缘层。

优选地，在（6）中，所述栅极绝缘层的厚度为0-20nm。

优选地，在（7）中，所述第二栅极区形成栅极金属层的高度为50-250nm。

优选地，在（4）、（8）中通过liftoff工艺去除，并所述源极金属层、漏极金属层以及栅极金属层进行退火处理。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、有效消除栅极和源极/漏极之间的不对准；

2、改善了小型几何器件的加工余量；

3、有效提高大直径晶圆器件的产量。

附图说明

附图1-10为本实施例的步骤图。

其中：1、衬底；20、第一绝缘层；21、第二绝缘层；2a、栅极沟槽；2b、源极沟槽；2c、漏极沟槽；30、负性光刻胶；30a、第一栅极区；30b、源极区；30c、漏极区；31、负性光刻胶；31a、第二栅极区；4、正性光刻胶填充；5、金属层；5b、源极金属层；5c、漏极金属层；6、栅极绝缘层；7、金属层；7a、栅极金属层。

具体实施方式

下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：

一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法，具体包括以下步骤：

（1）、在衬底1上形成绝缘层，绝缘层具体为：形成在衬底1上的第一绝缘层20、形成在第一绝缘层20上的第二绝缘层21，第一绝缘层20的厚度为0-25nm，第二绝缘层21的厚度为25-200nm，第一绝缘层20、第二绝缘层21可以采用氧化物绝缘层或氮化物绝缘层，如图1所示；

（2）、在第二绝缘层21上涂覆负性光刻胶30，通过栅极、源极以及漏极掩膜版（gate/source/drainmask）对负性光刻胶30进行光刻显影，在负性光刻胶30上形成第一栅极区30a、源极区30b以及漏极区30c，如图2所示；

（3）、对第一栅极区30a、源极区30b以及漏极区30c底部绝缘层进行蚀刻形成栅极沟槽2a、源极沟槽2b以及漏极沟槽2c，并且对氧化层蚀刻至衬底1，采用蚀刻方式可以通过湿法蚀刻（wetetch）、干法蚀刻（dryetch），如图3所示；

（4）、在器件上涂覆正性光刻胶，通过栅极场板掩膜版（gatefieldplatemask）对正性光刻胶进行光刻显影，在栅极沟槽2a、第一栅极区30a内形成正性光刻胶填充4，由于采用栅极场板掩膜版，正性光刻胶填充除了填充在栅极沟槽2a、第一栅极区30a内外，在第一栅极区30a两侧的负性光刻胶30上也有形成，如图4所示；

（5）、在源极沟槽2b、漏极沟槽2c内形成源极金属层5b、漏极金属层5c，除了在源极沟槽2b、漏极沟槽2c形成欧姆金属层外，在整个负性光刻胶30、正性光刻胶填充4上也同时形成金属层5，如图5所示；

（6）、去除负性光刻胶30、正性光刻胶填充4上的金属层5，去除的方式可以通过liftoff工艺，去除步骤（2）、（4）中涂覆的负性光刻胶30和正性光刻胶填充4，如图6所示，并对源极金属层5b、漏极金属层5c进行退火处理；

（7）、在器件上表面形成栅极绝缘层6，栅极绝缘层6的厚度为0-20nm，栅极绝缘层6可以采用氮化硅绝缘层或氧化物绝缘层，如图7所示；

（8）、在栅极绝缘层6上涂覆负性光刻胶31，通过栅极场板掩膜板（gatefieldplatemask）对负性光刻胶31进行光刻显影，在负性光刻胶31上、栅极沟槽上2a方形成第二栅极区31a，并且第二栅极区31a的宽度大于栅极沟槽2a的宽度，如图8所示；

（9）、在栅极沟槽2a、第二栅极区31a内形成栅极金属层7a，第二栅极区31a上形成栅极金属层7的高度为50-250nm，如图9所示；除了在栅极沟槽2a、第二栅极区31a内形成栅极金属层7a，在负性光刻胶31上也同时形成金属层7；

（10）、去除负性光刻胶31上的金属层7，去除的方式可以通过liftoff工艺，去除步骤（8）中涂覆负性光刻胶31，形成如图10所示的产品。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种平面功率器件中栅极场板与源极和漏极的自对准方法，包括在衬底上形成绝缘层，涂覆负性光刻胶进行光刻显影，形成第一栅/源/漏极区；对第一栅/源/漏极区底部绝缘层进行蚀刻形成栅极/源极/漏极沟槽；涂覆正性光刻胶进行光刻显影，在栅极沟槽、第一栅极区内形成正性光刻胶填充；在源极/漏极沟槽内形成源极/漏极金属层；去除负/正性光刻胶填充；在器件上表面形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上涂覆负性光刻胶进行光刻显影，在负性光刻胶上、栅极沟槽上方形成第二栅极区；在栅极沟槽、第二栅极区内形成栅极金属层；去除涂覆负性光刻胶。本发明消除栅极和源/漏极之间的不对准；改善了器件的加工余量；提高大直径晶圆器件的产量。

技术研发人员：李亦衡;朱廷刚;朱友华;张葶葶;王强
受保护的技术使用者：江苏能华微电子科技发展有限公司
技术研发日：2017.06.02
技术公布日：2017.10.27