[發(fā)明專利]溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810160754.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109887999A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡依蕓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 力祥半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/423
• 分類號(hào): H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發(fā)明提供一種溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管及其制造方法，溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管包括襯底、外延層、第一導(dǎo)體層、第一絕緣層、第二導(dǎo)體層以及第二絕緣層。外延層配置于襯底上且具有至少一溝槽。第一導(dǎo)體層配置于溝槽的下部。第一絕緣層配置于第一導(dǎo)體層與外延層之間。第二導(dǎo)體層配置于溝槽的上部。第二絕緣層配置于第二導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層之間且具有頂面及底面，頂面的寬度大于所述底面的寬度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體管及其制造方法，尤其涉及一種溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)

功率開(kāi)關(guān)晶體管在電源管理領(lǐng)域已廣泛使用，理想的功率開(kāi)關(guān)必須具有低寄生電容(Parasitic capacitance)的特性，以確保功率開(kāi)關(guān)晶體管的反應(yīng)速度以提供良好的功率轉(zhuǎn)換效率。

在現(xiàn)有的功率開(kāi)關(guān)晶體管結(jié)構(gòu)中，溝槽電極結(jié)構(gòu)包含在上部的柵電極(gate)與在下部的源電極(source)。在柵電極底面的兩側(cè)具有齒狀凸出，會(huì)縮短?hào)艠O與漏極(drain)之間的距離，導(dǎo)致柵極與漏極間的寄生電容(Qgd)增加，進(jìn)而影響功率開(kāi)關(guān)晶體管的切換速度。現(xiàn)有工藝可通過(guò)控制源電極的蝕刻高度以消除柵電極底面兩側(cè)的齒狀凸出結(jié)構(gòu)，但源電極的蝕刻很難精確控制，導(dǎo)致工藝成本增加且品質(zhì)不穩(wěn)定。

因此，如何不增加工藝成本，且能穩(wěn)定制造低柵極-漏極間寄生電容的功率開(kāi)關(guān)晶體管，為業(yè)界亟欲改善的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管及其制造方法，可利用現(xiàn)有的工藝提供品質(zhì)穩(wěn)定的低寄生電容的溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管。

本發(fā)明提供一種溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管，其包括襯底、外延層、第一導(dǎo)體層、第一絕緣層、第二導(dǎo)體層以及第二絕緣層。外延層配置于襯底上且具有至少一溝槽。第一導(dǎo)體層配置于溝槽的下部。第一絕緣層配置于第一導(dǎo)體層與外延層之間。第二導(dǎo)體層配置于溝槽的上部。第二絕緣層配置于第二導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層之間且具有頂面及底面，所述頂面的寬度大于所述底面的寬度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二絕緣層的頂面實(shí)質(zhì)上平坦。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二絕緣層的剖面為T(mén)型。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二絕緣層包括下絕緣部以及上絕緣部，且下絕緣部位于第一導(dǎo)體層與上絕緣部之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述下絕緣部的致密度大于上絕緣部的致密度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述下絕緣部與上絕緣部之間的介面不高于第一絕緣層的頂面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二絕緣層的致密度小于第一絕緣層的致密度。

本發(fā)明提供一種溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管的制造方法，包括以下步驟。于襯底上形成外延層。于外延層中形成至少一溝槽。于溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導(dǎo)體層，第一絕緣層位于第一導(dǎo)體層與外延層之間。于第一導(dǎo)體層上形成第二絕緣層，第二絕緣層具有頂面及底面，所述頂面的寬度大于所述底面的寬度。于溝槽的上部形成第二導(dǎo)體層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，于所述溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導(dǎo)體層的方法包括以下步驟。于溝槽的表面上形成第一絕緣材料層。于第一絕緣材料層上形成第一導(dǎo)體材料層，第一導(dǎo)體材料層填滿溝槽。使第一絕緣材料層的上部的厚度變薄，以形成環(huán)繞第一導(dǎo)體材料層的第一開(kāi)口。移除部分第一導(dǎo)體材料層，以形成第二開(kāi)口，第二開(kāi)口的底面低于第一開(kāi)口的底面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，于所述第一導(dǎo)體層上形成第二絕緣層的方法包括：形成下絕緣部與上絕緣部，下絕緣部與上絕緣部之間的介面不高于第一絕緣層的頂面。

基于所述，本發(fā)明的制造方法簡(jiǎn)單、工藝裕度寬，且可利用現(xiàn)有的工藝輕易地制作出低柵極-漏極間寄生電容的溝槽式柵極金氧半場(chǎng)效晶體管。