[發明專利]利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201610857570.1
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN107871665B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 蔡宜龍;阿亞弟·馬林納;穆罕默德·阿馬努拉;楊博文;梁書祥
• 申請（專利權）人: 臺灣半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;王芝艷

1.一種利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管的制造方法，包含以下步驟：

(a)提供一半導體基板，并在該半導體基板上形成一外延層；

(b)于該外延層蝕刻出一沿一垂直方向延伸的溝槽，該溝槽具有一溝槽側壁以及一溝槽底部；

(c)于該外延層的表面、該溝槽的該溝槽側壁以及該溝槽底部形成一第一氧化層，并于該第一氧化層上形成一第一氮化層；

(d)于該第一氮化層上形成一第二氧化層，并于該第二氧化層上形成一第一多晶硅層；

(e)蝕刻部份的該第一多晶硅層，使殘余的該第一多晶硅層在該溝槽內形成一電極部；

(f)于該電極部與該第二氧化層上形成一第三氧化層；

(g)蝕刻部份的該第二氧化層與該第三氧化層，使殘余的該第二氧化層與該第三氧化層形成一包覆該電極部的包覆氧化層；

(h)于該包覆氧化層與該第一氮化層上形成一第二氮化層；

(i)蝕刻部份的該第一氮化層與該第二氮化層，使殘余的該第一氮化層與該第二氮化層在該溝槽內形成一包覆該包覆氧化層的包覆氮化層；

(j)蝕刻部份的該第一氧化層，使殘余的該第一氧化層在該溝槽內形成一殘余氧化層；

(k)于該溝槽側壁、該包覆氮化層與該殘余氧化層上形成一柵極氧化層，并在該柵極氧化層上形成一柵極部，該柵極部依序通過該柵極氧化層、該包覆氮化層與該包覆氧化層而與該電極部相間隔；

(l)在該外延層鄰近于該柵極部處依序形成一本體區與一源極區；

(m)形成一覆蓋該源極區與該柵極部的層間介電層；以及

(n)形成一覆蓋該本體區與該層間介電層并接觸于該源極區的源極電極，借以制造出該利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管。

2.如權利要求1所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管的制造方法，其中，在該步驟(c)中，該第一氧化層包含一第一子氧化層與一第二子氧化層，該第一子氧化層形成于該外延層的表面、該溝槽的該溝槽側壁以及該溝槽底部，該第二子氧化層形成于該第一子氧化層上。

3.如權利要求1所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管的制造方法，其中，在該步驟(j)中，該殘余氧化層具有一自周圍朝向該溝槽的中心逐漸凹陷的漸凹結構。

4.如權利要求3所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管的制造方法，其中，在該步驟(k)中，該柵極氧化層填滿該漸凹結構。

5.如權利要求1所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管的制造方法，其中，該步驟(k)中，還包括一步驟(k0)于該柵極氧化層上形成一第二多晶硅層，并蝕刻部份的該第二多晶硅層，使殘余的該第二多晶硅層在該溝槽內形成該柵極部。

6.一種利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管，包含：

一半導體基板；

一外延層，形成于該半導體基板上，并沿一垂直方向延伸開設有至少一溝槽，該溝槽具有一溝槽側壁以及一溝槽底部；

一殘余氧化層，形成于該溝槽側壁以及該溝槽底部；

一電極部，形成于該溝槽中；

一包覆氧化層，形成于該溝槽中，并包覆該電極部；

一包覆氮化層，形成于該溝槽中，包覆該包覆氧化層，并部分受該殘余氧化層所包覆；

一柵極氧化層，形成于該溝槽側壁、該包覆氮化層與該殘余氧化層上；

一柵極部，形成于該柵極氧化層上，并依序通過該柵極氧化層、該包覆氮化層與該包覆氧化層而與該電極部相間隔；

一本體區，設置于該外延層上，并鄰近于該柵極部處，并通過該柵極氧化層與該柵極部相間隔；

一源極區，設置于該本體區上，并通過該柵極氧化層與該柵極部相間隔；

一層間介電層，覆蓋該源極區與該柵極部；以及

一源極電極，覆蓋該本體區與該層間介電層并接觸于該源極區。

7.如權利要求6所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管，其中，該殘余氧化層具有一自周圍朝向該溝槽的中心逐漸凹陷的漸凹結構。

8.如權利要求7所述的利用氧化層與氮化層依序包覆電極部的場效應晶體管，其中，該柵極氧化層填滿該漸凹結構。