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[發(fā)明專利]一種制造溝槽MOSFET的方法有效

專利信息
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
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 310012 浙江省杭州市*** 國省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 制造 溝槽 mosfet 方法
【說明書】:

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。

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