[發明專利]自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201710581175.X
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107578992A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 陳雪萌;王艷穎;楊林森;陳一
• 申請（專利權）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/417;H01L29/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明屬于溝槽型器件領域，特別是涉及一種自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件結構及其制備方法。

背景技術

溝槽型器件作為一種重要的功率器件具有很廣泛的應有,具有導通電阻低、開關速度快、頻率特性好的特點。為了提高產品的競爭力，及響應節能減排要求，需在保證器件擊穿電壓不變的條件下進一步降低器件的漏源極導通電阻。

而為了降低漏源極導通電阻，在溝槽型器件中，減少橫向間距以增加元胞密度的方式已經被用來有效地降低器件的漏源極導通電阻。然而，將橫向間距減少到1um以下受到源極節點對準誤差的限制，即使在使用了深紫外(DUV)光刻時也是如此。因此，如何能將橫向間距縮小到1um以下，實現進一步減少漏源極導通電阻，是現在迫切需要解決的問題。

鑒于此，有必要設計一種新的自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件結構及其制備方法用以解決上述技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件結構及其制備方法，用于解決現有技術中因溝槽型器件的橫向間距較大，進而導致漏源極導通電阻較大的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件的制備方法，所述制備方法包括：

S1：提供一第一導電類型重摻雜襯底，并于所述第一導電類型重摻雜襯底上表面形成第一導電類型輕摻雜外延層，其中，所述第一導電類型輕摻雜外延層橫向劃分為元胞區和終端區；

S2：于所述第一導電類型輕摻雜外延層上表面形成第一犧牲層，并于所述第一犧牲層上表面進行第二導電類型的離子注入，高溫退火后于所述第一導電類型輕摻雜外延層上部形成體區；

S3：去除所述第一犧牲層，并于所述體區上表面依次形成第一氧化層和掩膜層；

S4：采用光刻、刻蝕工藝于S3所述結構上表面形成凹至所述第一導電類型輕摻雜外延層的第一溝槽，并于所述第一溝槽內壁表面形成第二犧牲層，其中，所述第一溝槽包括元胞區第一溝槽和終端區第一溝槽；

S5：去除所述第二犧牲層，并于所述第一溝槽內壁表面形成一柵氧化層；

S6：于所述第一溝槽內形成第一導電層，并對所述第一導電層進行刻蝕，使所述第一導電層的高度低于所述柵氧化層的高度，以形成第二溝槽，之后去除所述掩膜層，其中，所述第二溝槽包括元胞區第二溝槽和終端區第二溝槽；

S7：于所述第二溝槽內壁表面形成第二氧化層，并采用絕緣材料層填充所述第二溝槽，之后去除所述第一氧化層，以形成一T型結構；

S8：采用光刻工藝于元胞區定義出有源區，并對定義的有源區進行第一導電類型的離子注入，退火后形成源區；

S9：對所述T型結構外圍的源區進行刻蝕，以形成凹至所述體區的凹槽，并于所述凹槽表面進行第二導電類型的離子注入，退火后形成體區歐姆接觸；

S10：采用光刻、刻蝕工藝于所述終端區第一溝槽的絕緣材料層上表面形成凹至第一導電層的接觸孔；

S11：于S10所述結構的上、下表面分別形成第二導電層，并對S10所述結構上表面的第二導電層進行光刻、刻蝕，以于S10所述結構的元胞區上表面形成源極引出端，于S10所述結構的終端區上表面形成柵極引出端，及于S10所述結構的下表面形成漏極引出端。

優選地，S4中所述元胞區第一溝槽的寬度為0.1～0.8um，深度為0.5～2.5um；所述終端區第一溝槽的寬度為0.3～2um，深度為0.5～2.5um。

優選地，S4中采用熱氧化工藝形成所述第二犧牲層，所述第二犧牲層的厚度為500～1250埃。

優選地，S5中采用濕法刻蝕去除所述第二犧牲層；采用高溫氧化工藝形成所述柵氧化層，所述柵氧化層的厚度為150～1000埃。

優選地，S6中采用化學氣相沉積工藝形成所述第一導電層，并采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一導電層以形成所述第二溝槽；刻蝕后所述第一導電層的高度為0.2～1.5um，所述第二溝槽的深度為1000～5000埃。

優選地，S7中采用熱氧化工藝形成所述第二氧化層，所述第二氧化層的厚度為1000～4000埃。

優選地，S7中填充完所述第二溝槽后，還包括對所述絕緣材料進行平坦化處理的工藝步驟。

優選地，S9中刻蝕后的源區寬度為0.2～1um。

本發明還提供一種自對準源極接觸孔的高密度溝槽型器件結構，所述器件結構包括：

第一導電類型重摻雜襯底；