[發明專利]溝槽型場效應晶體管結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911038094.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112750897A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳雪萌;王艷穎;楊林森
• 申請（專利權）人: 華潤微電子（重慶）有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 佟婷婷

1.一種溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

提供第一摻雜類型的襯底，并于所述襯底上形成所述第一摻雜類型的外延層；

于所述外延層中形成若干個第一器件溝槽；

于所述第一器件溝槽的側壁形成側壁氧化層；

基于所述側壁氧化層對所述外延層進行刻蝕，以形成與所述第一器件溝槽連通的第二器件溝槽，且所述第二器件溝槽的寬度小于所述第一器件溝槽的寬度；

去除所述側壁氧化層以顯露所述第一器件溝槽及所述第二器件溝槽，對應的所述第一器件溝槽及所述第二器件溝槽構成柵極溝槽；

至少于所述第二器件溝槽的內壁形成柵介質層，并于所述柵介質層表面形成柵極層，所述柵極層填充所述第二器件溝槽中；

于所述外延層中形成第二摻雜類型的體區，所述體區位于相鄰的所述柵極溝槽之間；

于所述第一器件溝槽中填充遮蔽介質層，并基于所述遮蔽介質層于所述體區中形成源區，所述源區鄰接所述柵極溝槽；

基于所述遮蔽介質層于所述外延層中形成自對準的源極接觸孔，所述源極接觸孔貫穿所述源區至所述體區，并顯露所述體區；以及

至少于所述源極接觸孔中填充導電材料層以形成源極電極結構，并于所述襯底遠離所述外延層的一側形成與所述襯底電連接的下電極結構。

2.根據權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述的于所述外延層中形成若干個第一器件溝槽，還包括：

于所述外延層表面形成掩膜材料層，其中，所述掩膜材料層包括氧化硅層，所述掩膜材料層的厚度范圍為8000埃至15000埃；

基于第一光刻版對所述掩膜材料層進行圖形化以形成第一掩膜，所述第一掩膜定義出待形成的所述第一器件溝槽；以及

基于所述第一掩膜對所述外延層進行刻蝕以于所述外延層中形成所述第一器件溝槽，其中，所述第一器件溝槽的寬度范圍為0.2微米至0.4微米，所述第一器件溝槽的深度范圍為0.2微米至0.4微米。

3.根據權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述的于所述第一器件溝槽的側壁形成側壁氧化層，還包括：于所述第一器件溝槽的內壁形成表面氧化層，并去除所述第一器件溝槽底部的所述表面氧化層形成所述側壁氧化層。

4.根據權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述至少于所述第二器件溝槽的內壁形成柵介質層，還包括：所述柵介質層還延伸至所述第一器件溝槽的內壁及所述第一器件溝槽周圍的所述外延層表面，和/或，

所述并于所述柵介質層表面形成柵極層，所述柵極層填充所述第二器件溝槽中，還包括：

于所述柵介質層表面沉積柵極材料層，并對所述柵極材料層進行回刻，去除所述第一器件溝槽內及所述第一器件溝槽周圍的所述外延層上的所述柵極材料層以形成所述柵極層。

5.根據權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述于所述第一器件溝槽中填充遮蔽介質層，并基于所述遮蔽介質層于所述體區中形成源區，還包括：于所述第一器件溝槽及所述第一器件溝槽周圍的所述外延層上形成遮蔽介質材料層，并基于第二光刻版對所述遮蔽介質材料層進行圖形化以定義出有源區，對所述有源區進行離子注入以形成所述源區，所述圖形化后剩余的填充在所述第一器件溝槽中的所述遮蔽介質材料層構成所述遮蔽介質層，其中，進行所述離子注入的注入能量范圍為60Kev至120Kev，注入角度范圍為7度至30度。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的溝槽型場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述溝槽型場效應晶體管結構的制備方法還包括制備引出柵結構的步驟，且所述外延層中還定義有終端區，其中，形成所述柵極溝槽的同時還于所述終端區中制備引出柵溝槽，所述引出柵溝槽包括第一引出溝槽及與其上下連通的第二引出溝槽，且形成所述第一器件溝槽的同時形成所述第一引出溝槽，形成所述第二器件溝槽的同時形成所述第二引出溝槽，形成所述柵介質層的同時于所述第二引出溝槽內壁形成引出柵介質層，形成所述柵極層的同時于所述第二引出溝槽中形成引出柵極層，形成所述遮蔽介質層的同時于所述第一引出溝槽中形成遮蔽引出介質層，以制備所述引出柵結構。