[發(fā)明專利]一種制造溝槽MOSFET的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710942472.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107871787B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡金勇;廖忠平
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
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公開了一種制造溝槽MOSFET的方法。包括：在半導(dǎo)體襯底上形成外延半導(dǎo)體層；在外延半導(dǎo)體層中形成從第一表面延伸至其內(nèi)部的溝槽；在溝槽的下部形成第一絕緣層和屏蔽導(dǎo)體；形成體區(qū)、源區(qū)以及漏極電極，其中，在形成第二絕緣層的步驟中，采用至少部分地填充所述溝槽的上部的硬掩模對第二絕緣層進(jìn)行圖案化。形成第二絕緣層的步驟包括：在溝槽的上部形成共形的第二絕緣層，第二絕緣層覆蓋溝槽的上部側(cè)壁和屏蔽導(dǎo)體的頂部；在溝槽的上部填充多晶硅層；采用多晶硅層作為硬掩模，刻蝕去除第二絕緣層位于溝槽的上部側(cè)壁上的部分；以及去除所述多晶硅層。本發(fā)明簡化現(xiàn)有技術(shù)中形成溝槽MOSFET的工藝步驟，從而降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，更具體地，涉及一種制造溝槽MOSFET的方法。

背景技術(shù)

金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)作為功率半導(dǎo)體器件已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，例如在功率變換器中作為開關(guān)。

其中，屏蔽柵極溝槽MOSFET相對于傳統(tǒng)的MOSFET的優(yōu)勢在于，屏蔽電極減小了柵極-漏極電容，并提高了晶體管的截止電壓。柵極電極和屏蔽電極通過介電層而彼此絕緣，該介電層還稱作極間電介質(zhì)或IED。IED必須具有足夠的質(zhì)量和厚度來支持可能存在于屏蔽電極和柵極電極之前的電勢差。此外，屏蔽電極和IED層之間的接口處和IED層中的接口阱電荷和介電阱電荷與用于形成IED層的方法主要相關(guān)。

現(xiàn)有技術(shù)中，確保足夠強度和足夠可靠的高質(zhì)量IED以提供需要的電學(xué)特性，在形成柵極電極和屏蔽電極之間的IED層時，一般采用沉淀高密度等離子體氧化膜等方式。沉淀等離子氧化膜的方式工藝繁瑣，操作復(fù)雜，并且生產(chǎn)成本高。因此，需要一種用于形成屏蔽柵極溝槽MOSFET的方法來滿足對高質(zhì)量IED的需求，在降低生產(chǎn)成本的前提下，確保屏蔽柵極溝槽MOSFET的性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種制造溝槽MOSFET的方法，簡化現(xiàn)有技術(shù)中形成溝槽MOSFET的工藝步驟，從而降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)本發(fā)明提供一種制造溝槽MOSFET的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成具有第一摻雜類型的外延半導(dǎo)體層；在所述外延半導(dǎo)體層中形成從第一表面延伸至其內(nèi)部的溝槽；在所述溝槽的下部形成第一絕緣層和屏蔽導(dǎo)體，所述第一絕緣層位于所述溝槽的下部側(cè)壁和底部，且將所述屏蔽導(dǎo)體與所述外延半導(dǎo)體層隔開；在所述屏蔽導(dǎo)體的頂部形成第二絕緣層；形成體區(qū)、源區(qū)以及漏極電極；其中，在形成第二絕緣層的步驟中，采用至少部分地填充所述溝槽的上部的硬掩模對所述第二絕緣層進(jìn)行圖案化。

優(yōu)選地，其中，所述形成第二絕緣層的步驟包括：在所述溝槽的上部形成共形的第二絕緣層，所述第二絕緣層覆蓋所述溝槽的上部側(cè)壁和所述屏蔽導(dǎo)體的頂部；在所述溝槽的上部填充多晶硅層；采用所述多晶硅層作為所述硬掩模，刻蝕去除所述第二絕緣層位于所述溝槽的上部側(cè)壁上的部分；以及去除所述多晶硅層。

優(yōu)選地，其中，所述填充多晶硅層的步驟包括：沉積多晶硅層，所述多晶硅層包括位于所述溝槽內(nèi)的第一部分和位于所述第一表面上的第二部分；采用回刻蝕去除所述多晶硅層的第二部分，以暴露所述第二絕緣層的頂端。

優(yōu)選地，其中，還包括進(jìn)一步回刻蝕去除所述多晶硅層的第一部分中至少一部分。

優(yōu)選地，其中，所述回刻蝕為干法刻蝕。

優(yōu)選地，其中，所述第一絕緣層為采用熱氧化或低壓化學(xué)氣相沉積形成的氧化層。

優(yōu)選地，其中，所述第二絕緣層為采用低壓化學(xué)氣相沉積或等離子體增強化學(xué)氣相沉積形成的氧化層。

優(yōu)選地，其中，所述柵介質(zhì)層為采用熱氧化形成的氧化層。

優(yōu)選地，其中，所述屏蔽導(dǎo)體和所述柵極導(dǎo)體分別為采用低壓化學(xué)氣相沉積形成的多晶硅層。