[發明專利]超自對準溝槽型雙擴散金屬氧化物半導體晶體管結構及其制造方法

有效

• 申請號: 200910149277.X
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101645457A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 弗蘭茨娃·赫爾伯特
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/08;H01L21/336
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張靜潔;王敏杰

1.一種垂直型半導體器件，包含：

一個形成于外延層內的體區層，其中該外延層是第一種半導體類型， 而該體區層為第二種半導體類型；

一個形成于體區層和外延層內的溝槽，以及一個形成于溝槽內的柵 電極；

一個形成于臨近柵電極的、體區層之內的源極區域，其中該源極區 域為第一種半導體類型；

一個沿柵電極側壁和底部設置的柵絕緣體，其中該柵絕緣體位于柵 電極和源極區域頂部之間，位于柵電極和體區層之間，以及位于柵電極 和外延層之間；

一個位于柵電極頂部之上的氮化物絕緣帽，其中該絕緣帽未延伸至 柵電極邊緣之外區域；

一個沿源極區域側壁和絕緣帽側壁設置的多晶硅隔片，其中該多晶 硅隔片為第一種半導體類型，該源極區域頂部包含有由多晶硅隔片擴散 而來的第一種類型的半導體摻雜物，所述的多晶硅隔片具有外露于金屬 層的導電側壁；以及

一個含有第二種半導體類型摻雜物、且形成于體區層之內的體接觸 區，其中該體接觸區自對準于多晶硅隔片和源極區域的邊緣。

2.如權利要求1所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的源極區域的 頂部表面與環繞在其周圍的體區層部分的頂部表面平齊。

3.如權利要求1所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的源極區域的 頂部表面高于環繞在其周圍的體區層部分的頂部表面。

4.如權利要求3所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的源極區域的 底部與環繞在其周圍的體區層部分的頂部表面平齊。

5.如權利要求4所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的體接觸區與 源極區域的一角相接觸。

6.如權利要求1所述的垂直型半導體器件，還包含一個位于多晶硅隔片、絕 緣帽以及體接觸區之上的勢壘金屬層。

7.如權利要求6所述的垂直型半導體器件，還包含一個位于勢壘金屬層上方 的金屬層。

8.如權利要求1所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的第一種半導 體類型為N型，第二種半導體類型為P型。

9.如權利要求1所述的垂直型半導體器件，其特征在于，所述的第一種半導 體類型為P型，第二種半導體類型為N型。

10.一種制造垂直型半導體器件的方法，其步驟包括：

a在外延層內形成一個體區層，所述的外延層為第一種半導體類型，體 區層為第二種半導體類型；

b在體區層和外延層內形成一個溝槽；????

c將柵絕緣層沿溝槽的底部以及一個或者多個側壁設置；

d在溝槽中形成一個柵電極，所述的柵絕緣層位于柵電極與體區層、柵 電極與外延層之間；

e在柵電極上方形成一個絕緣帽；

f對絕緣帽周圍進行回蝕，直至柵電極的頂部與外延層表面高度相等， 或者柵電極的頂部高出外延層的表面；

g在外延層上形成一個多晶硅隔片并自對準于絕緣帽，所述的多晶硅隔 片包含第一種半導體類型的高濃度摻雜物，該多晶硅隔片自對準于絕 緣帽，該多晶硅隔片的生成過程包含沉積一個多晶硅層，隨后通過相 對絕緣帽具有選擇性的各向異性回蝕該多晶硅層，使得只保留該多晶 硅隔片；

h將多晶硅隔片中的至少一個部分的摻雜物擴散至體區層之內，以形成 一個位于多晶硅隔片之下的源極區域，所述的源極區域為第一種半導 體類型；且

i向體區層內注入一個包含有第二種半導體類型摻雜物的體接觸區，并 對該體接觸區進行退火，該注入的體接觸區自對準于多晶硅隔片；

j在絕緣帽、多晶硅隔片、源極區域以及體接觸區的上方形成一個金屬 層。

11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述的步驟h與步驟i中對體 接觸區退火是同時進行的。

12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述的步驟g還包括繼續進行 各向異性蝕刻，使得相鄰多晶硅隔片的體區層經回蝕后，低于多晶硅隔片 的底部。????