[發明專利]溝槽形柵極的金屬-絕緣體-硅器件的結構和制造方法

有效

• 申請號: 201010270010.9
• 申請日: 2003-03-24
• 公開（公告）號: CN101980356A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 阿納普·巴拉;多曼·皮澤爾;杰克·科雷克;施曉榮;西克·路伊
• 申請（專利權）人: 西利康尼克斯股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/40;H01L29/423
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 馮玉清

1.一種制造MIS器件的方法，包括：

提供一個以第一導電類型的雜質摻雜的半導體襯底；

在一半導體襯底上生長一第二導電類型的外延層；

在該外延層的表面上形成一溝槽掩模，該溝槽掩模具有在該器件的有源區中的第一孔和在該器件的接線端區中的第二孔，該接線端區位于該有源區與一通道終止區之間；

通過該溝槽掩模中的第一和第二孔刻蝕該外延層，以形成第一和第二溝槽，該第二溝槽基本比該第一溝槽寬；

去除該溝槽掩模；

在該第一和第二溝槽的壁上形成一第一非導電層；

向該第一和第二溝槽中沉積一導電柵極材料層，該導電柵極材料層溢出該溝槽至該襯底的表面上；

刻蝕該導電柵極材料，使得該第一溝槽中的該導電柵極材料的表面降低至比該襯底的表面低的水平，而該第二溝槽中的導電柵極材料基本被去除；

向該外延層的表面上、該第一溝槽中的柵極材料上和該第二溝槽中沉積一第二非導電層；

在該第二非導電層上形成一接觸掩模，該接觸掩模具有襯底接觸孔和柵極接觸孔；

通過該接觸掩模的孔刻蝕該第二非導電層，以在該第二非導電層中形成襯底接觸孔和柵極接觸孔；

去除該接觸掩模；以及

在該第二非導電層上沉積一第二導電層，該第二導電層通過該襯底接觸孔延伸以形成與襯底的接觸，該第二導電層通過該柵極接觸孔延伸以形成與該導電柵極材料的接觸。

2.如權利要求1的方法，包括：

在該第二導電層上形成一金屬掩模，該金屬掩模具有孔；以及

通過該金屬掩模中的孔刻蝕該第二導電層。

3.一種溝槽柵極型MIS器件，包括一有源器件區和一通道終止區，該器件包括：

一半導體襯底，通常摻雜為第一導電類型；

一外延層，位于該襯底上；

一第一溝槽，形成在該器件的有源區中的外延層中，一絕緣層沿該溝槽的壁設置，該溝槽含有一種導電柵極材料，該導電柵極材料的表面處于比該外延層的表面低的水平；

一第二溝槽，形成在該外延層的位于該有源區與該通道終止區之間的位置，在該第二溝槽的至少一個位置中，該第二溝槽基本比該第一溝槽寬；

一非導電層，位于該有源區中的外延層上，該非導電層具有在有源區中的孔；以及

一導電層位于該非導電層上，該導電層包括一載流部分和一柵極總線部分，該載流部分位于該有源區中，該柵極總線部分位于該有源區與該通道終止區之間，該載流部分通過該非導電層中的孔延伸，以形成與該外延層之間的電接觸，

其中位于該導電層的柵極總線部分下面的非導電層的厚度基本與位于該導電層的載流部分下面的非導電層的厚度相同。

4.如權利要求3的溝槽柵極型MIS器件，還包括一第三溝槽，其位于該柵極總線的下面的外延層中，該第三溝槽包含導電柵極材料，該非導電層具有第二孔，通過該第二孔，該導電層的柵極總線部分與該第三溝槽中的柵極材料電接觸。

5.一種溝槽柵極型MIS器件，具有一有源區和一柵極總線區，該器件包括：

一半導體襯底，一第一溝槽形成在該有源區中的襯底中，一第二溝槽形成在該柵極總線區中的襯底中，一絕緣層沿該第一和第二溝槽中的每一個的壁設置，該第一和第二溝槽中的每一個包含一種導電柵極材料，在該第二溝槽的位置的至少一個中，該第二溝槽比該第一溝槽寬且深，該第二溝槽中的導電柵極材料與一柵極總線電接觸；

至少一對保護性溝槽形成在該第二溝槽的相對的兩側，該第二溝槽比該保護性溝槽深，該保護性溝槽中的每一個包含導電柵極材料，該保護性溝槽中的導電柵極材料與該第二溝槽中的導電柵極材料電接觸。

6.如權利要求5的溝槽柵極型MIS，其中在該保護性溝槽中的至少一個與該第二溝槽之間的平臺有助于電浮置(electrically?float)。

7.如權利要求5的溝槽柵極型MIS，其中該保護性溝槽具有基本與該第一溝槽相同的寬度和深度。