镜照片。
【具体实施方式】
[0042]如图4所示，是本发明实施例方法流程图；如图5A至图5F所示，是本发明实施例方法各步骤中的器件结构示意图；本发明实施例具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法包括如下步骤:
[0043]步骤一、如图5A所示，提供表面形成有硅外延层1的硅衬底，采用光刻刻蚀工艺在所述硅外延层1的栅极形成区域中形成沟槽2。
[0044]沟槽栅MOSFET包括多个周期交替排列的MOSFET单元结构，本步骤中形成的所述沟槽2包括交替排列的多个，每一个所述沟槽2栅和一个所述MOSFET单元结构相对应。
[0045]所述硅衬底具有第一导电类型重掺杂，所述硅衬底的背面用于形成漏极，所述硅外延层1具有第一导电类型轻掺杂，所述硅外延层1用于形成沟槽栅MOSFET的漂移区。
[0046]步骤二、如图5A所示，在所述沟槽2底部表面和侧壁表面形成底部氧化层3，所述底部氧化层3也延伸到所述沟槽2外部的所述硅外延层1表面；在所述底部氧化层3表面形成第一层多晶硅4，所述第一层多晶硅4将所述沟槽2完全填充。
[0047]步骤三、如图5B所示，对所述第一层多晶硅4进行回刻，该回刻将所述沟槽2外部的所述第一层多晶硅4完全去除，将所述沟槽2中顶部的所述第一层多晶硅4去除，由保留于所述沟槽2底部的所述第一层多晶硅4组成多晶硅屏蔽栅4。
[0048]步骤四、如图5B所示，进行磷离子注入，该磷离子注入将所述多晶硅屏蔽栅4的表面破坏且在所述多晶硅屏蔽栅4的表面形成亲水性极性分子，标记4a所述区域为注入了磷离子的所述多晶硅屏蔽栅4。
[0049]步骤五、如图5C所示，进行第一次热氧化形成牺牲氧化层5。
[0050]所述第一次热氧化利用步骤四中所述多晶硅屏蔽栅4的表面被破坏和形成有亲水性极性分子有利于氧气和水扩散的特点增加所述多晶硅屏蔽栅4的表面的热氧化速率，且所述第一次热氧化仅将步骤四中磷离子注入区域的部分厚度的所述多晶硅屏蔽栅4的表面氧化。
[0051]所述第一次热氧化采用湿氧氧化工艺。
[0052]步骤六、如图f5D所示，对所述底部氧化层3和所述牺牲氧化层5进行湿法腐蚀，所述湿法腐蚀将所述多晶硅屏蔽栅4顶部的所述沟槽2侧壁的所述底部氧化层3和所述牺牲氧化层5都去除，所述湿法腐蚀过程中利用所述牺牲氧化层5阻止腐蚀液对所述多晶硅屏蔽栅4两侧的所述底部氧化层3直接接触从而防止在所述多晶硅屏蔽栅4两侧形成尖嘴状凹槽。
[0053]步骤七、如图5E所示，进行第二次热氧化在所述多晶硅屏蔽栅4顶部的所述沟槽2侧壁形成栅氧化层6a同时在所述多晶硅屏蔽栅4顶部表面形成多晶硅间隔离氧化层6b，利用步骤四中所述多晶硅屏蔽栅4的表面被破坏和形成有亲水性极性分子有利于氧气和水扩散的特点增加所述多晶硅屏蔽栅4的表面的热氧化速率并使所述多晶硅间隔离氧化层6b的厚度增加，所述多晶硅间隔离氧化层6b大于所述栅氧化层6a厚度，利用厚度增加的所述多晶硅间隔离氧化层6b形成对所述多晶硅屏蔽栅4顶部侧面空隙的完全填充并避免形成尖端放电结构。
[0054]所述第二次热氧化采用湿氧氧化工艺。
[0055]步骤八、如图5F所示，形成第二层多晶硅7，所述第二层多晶硅7将形成有所述栅氧化层6a和所述多晶硅间隔离氧化层6b的所述沟槽2完全填充，由填充于所述沟槽2顶部的所述第二层多晶硅7组成多晶硅栅7。
[0056]之后对所述第二层多晶硅7进行回刻，该回刻后将所述沟槽2外部的所述第二层多晶硅7都去除，由保留于所述沟槽2顶部的所述第二层多晶硅7组成多晶硅栅7。
[0057]沟槽栅MOSFET的其它结构采用现有方法形成，如在所述硅外延层1中形成有第二导电类型阱区，在阱区中形成源区，所述多晶硅栅7穿过所述阱区，所述多晶硅栅7从侧面覆盖所述阱区并用于在所述阱区侧面形成沟道。所述多晶硅栅7从侧面覆盖源区和阱区，且被多晶硅栅7侧面覆盖的阱区的表面用于形成连接源区和底部硅外延层1沟道。
[0058]形成层间膜将器件覆盖，形成接触孔和正面金属层，正面金属层通过接触孔和源区接触引出源极，正面金属层通过接触孔和多晶硅栅7接触引出栅极；形成背面金属层引出漏极。
[0059]如图6所示，是本发明实施例方法形成的器件的电镜照片。如虚线圈202区域所示，可知，在多晶硅屏蔽栅顶部的两侧的没有尖嘴凹陷形成，ΙΡ0层的厚度都较厚，能够在多晶硅栅和多晶硅屏蔽栅之间形成良好的隔离，由于多晶硅屏蔽栅一般和源极相连，所以能提高多晶硅栅和源极之间的耐压Vgs，避免尖端电荷聚集而造成的过大的漏电流。
[0060]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、提供表面形成有硅外延层的硅衬底，采用光刻刻蚀工艺在所述硅外延层的栅极形成区域中形成沟槽； 步骤二、在所述沟槽底部表面和侧壁表面形成底部氧化层，所述底部氧化层也延伸到所述沟槽外部的所述硅外延层表面；在所述底部氧化层表面形成第一层多晶硅，所述第一层多晶硅将所述沟槽完全填充； 步骤三、对所述第一层多晶硅进行回刻，该回刻将所述沟槽外部的所述第一层多晶硅完全去除，将所述沟槽中顶部的所述第一层多晶硅去除，由保留于所述沟槽底部的所述第一层多晶硅组成多晶硅屏蔽栅； 步骤四、进行磷离子注入，该磷离子注入将所述多晶硅屏蔽栅的表面破坏且在所述多晶硅屏蔽栅的表面形成亲水性极性分子； 步骤五、进行第一次热氧化形成牺牲氧化层； 步骤六、对所述底部氧化层和所述牺牲氧化层进行湿法腐蚀，所述湿法腐蚀将所述多晶硅屏蔽栅顶部的所述沟槽侧壁的所述底部氧化层和所述牺牲氧化层都去除，所述湿法腐蚀过程中利用所述牺牲氧化层阻止腐蚀液对所述多晶硅屏蔽栅两侧的所述底部氧化层直接接触从而防止在所述多晶硅屏蔽栅两侧形成尖嘴状凹槽； 步骤七、进行第二次热氧化在所述多晶硅屏蔽栅顶部的所述沟槽侧壁形成栅氧化层同时在所述多晶硅屏蔽栅顶部表面形成多晶硅间隔离氧化层，利用步骤四中所述多晶硅屏蔽栅的表面被破坏和形成有亲水性极性分子有利于氧气和水扩散的特点增加所述多晶硅屏蔽栅的表面的热氧化速率并使所述多晶硅间隔离氧化层的厚度增加，所述多晶硅间隔离氧化层大于所述栅氧化层厚度，利用厚度增加的所述多晶硅间隔离氧化层形成对所述多晶硅屏蔽栅顶部侧面空隙的完全填充并避免形成尖端放电结构； 步骤八、形成第二层多晶硅，所述第二层多晶硅将形成有所述栅氧化层和所述多晶硅间隔离氧化层的所述沟槽完全填充，由填充于所述沟槽顶部的所述第二层多晶硅组成多晶娃栅。2.如权利要求1所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:沟槽栅MOSFET包括多个周期交替排列的MOSFET单元结构，步骤一中形成的所述沟槽包括交替排列的多个，每一个所述沟槽栅和一个所述MOSFET单元结构相对应。3.如权利要求1所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:步骤一中所述硅衬底具有第一导电类型重掺杂，所述硅衬底的背面用于形成漏极，所述硅外延层具有第一导电类型轻掺杂，所述硅外延层用于形成沟槽栅MOSFET的漂移区。4.如权利要求3所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:在所述硅外延层中形成有第二导电类型阱区，所述多晶硅栅穿过所述阱区，所述多晶硅栅从侧面覆盖所述阱区并用于在所述阱区侧面形成沟道。5.如权利要求1所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:步骤五中所述第一次热氧化利用步骤四中所述多晶硅屏蔽栅的表面被破坏和形成有亲水性极性分子有利于氧气和水扩散的特点增加所述多晶硅屏蔽栅的表面的热氧化速率，且所述第一次热氧化仅将步骤四中磷离子注入区域的部分厚度的所述多晶硅屏蔽栅的表面氧化。6.如权利要求1所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:所述第二次热氧化采用湿氧氧化工艺。7.如权利要求1所述的具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，其特征在于:步骤八形成所述第二层多晶硅之后还包括对所述第二层多晶硅进行回刻的步骤，该回刻后将所述沟槽外部的所述第二层多晶硅都去除，由保留于所述沟槽顶部的所述第二层多晶硅组成多晶娃棚'。
【专利摘要】本发明公开了一种具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET的制造方法，包括步骤：步骤一、提供表面形成有硅外延层的硅衬底并光刻刻蚀形成沟槽。步骤二、形成底部氧化层和第一层多晶硅。步骤三、对第一层多晶硅进行回刻。步骤四、进行磷离子注入。步骤五、进行第一次热氧化形成牺牲氧化层。步骤六、对底部氧化层和牺牲氧化层进行湿法腐蚀。步骤八、进行第二次热氧化同时形成栅氧化层和多晶硅间隔离氧化层。步骤九、形成第二层多晶硅。本发明能减少多晶硅屏蔽栅顶部两侧凹陷的深度且能避免尖嘴刻蚀形成，能提高IPO的厚度和形貌，能提高栅极到源极的耐压以及能降低由尖端放电造成的漏电流。
【IPC分类】H01L29/66, H01L29/423
【公开号】CN105244374
【申请号】CN201510545834
【发明人】陈磊, 丛茂杰
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月31日