[發明專利]屏蔽柵場效應晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201911243513.4
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110896053B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 宋金星
• 申請（專利權）人: 紹興中芯集成電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/528;H01L29/423
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供一襯底，所述襯底定義有元胞區和源極連接區，以及在所述襯底中形成有柵極溝槽，所述柵極溝槽具有位于所述元胞區中的第一溝槽和位于所述源極連接區中的第二溝槽，所述第一溝槽和所述第二溝槽相互連通；

在所述柵極溝槽中依次形成第一介質層和屏蔽電極，所述第一介質層覆蓋所述柵極溝槽的底壁和側壁，以及所述屏蔽電極中位于所述第一溝槽中的部分構成第一屏蔽電極，所述屏蔽電極中位于所述第二溝槽中的部分構成第二屏蔽電極，所述第一屏蔽電極和所述第二屏蔽電極的頂表面齊平并均低于所述襯底的頂表面；

在所述柵極溝槽中形成隔離層，所述隔離層中位于所述第一溝槽中的部分構成第一隔離層，所述第一隔離層覆蓋所述第一屏蔽電極，并且所述第一隔離層的頂表面低于所述襯底的頂表面，以及所述隔離層中位于第二溝槽中的部分構成形成第二隔離層，所述第二隔離層覆蓋所述第二屏蔽電極；

在所述柵極溝槽中形成柵電極，所述柵電極包括位于所述第一溝槽中的第一柵電極，所述第一柵電極形成在所述第一隔離層上；以及，

形成導電插塞，包括：在所述源極連接區中形成第二導電插塞，所述第二導電插塞的底部連接所述第二屏蔽電極。

2.如權利要求1所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二屏蔽電極的頂表面不高于所述第一隔離層的頂表面。

3.如權利要求1所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述隔離層的形成方法包括：

在所述柵極溝槽中填充隔離材料層；以及，

刻蝕所述隔離材料層，以使所述隔離材料層中位于第一溝槽和位于第二溝槽中的高度均降低，并分別形成所述第一隔離層和所述第二隔離層。

4.如權利要求3所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述柵電極時，所述柵電極還包括位于所述第二溝槽中的第二柵電極，所述第二柵電極形成在所述第二隔離層上。

5.如權利要求4所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述柵電極之后，還包括：

依次刻蝕所述第二柵電極和所述第二隔離層，至暴露出所述第二屏蔽電極，以在所述第二溝槽中形成一開口；以及，

在所述開口中形成第二導電插塞，所述第二導電插塞與所述第二屏蔽電極電性連接。

6.如權利要求5所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在刻蝕所述第二柵電極以形成所述開口時，部分去除位于所述第二溝槽中的第二柵電極，以使剩余的第二柵電極的部分側壁暴露于所述開口中；

以及，在部分去除所述第二柵電極之后，以及形成第二導電插塞之前，還包括：在所述開口的側壁上形成隔離側墻，所述隔離側墻覆蓋所述第二柵電極。

7.如權利要求1所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述隔離層的形成方法包括：

在所述柵極溝槽中填充隔離材料層；

在所述襯底上形成掩膜層，所述掩膜層至少遮蓋在所述第二溝槽的上方；以及，

以所述掩膜層為掩膜刻蝕所述隔離材料層，以使所述隔離材料層在第一溝槽中的高度降低，并形成所述第一隔離層，以及保留所述隔離材料層中位于第二溝槽中的部分，并形成所述第二隔離層。

8.如權利要求7所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述柵電極之后，還包括：

刻蝕所述第二隔離層，至暴露出所述第二屏蔽電極，以在所述第二溝槽中形成一開口；以及，

在所述開口中形成第二導電插塞，所述第二導電插塞與所述第二屏蔽電極電性連接。

9.如權利要求5或8所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述柵電極之后，還包括：

至少在所述元胞區的襯底中形成源區，以及在所述元胞區的襯底的頂表面上形成第一導電插塞，所述第一導電插塞與所述源區電性連接，并且所述第二導電插塞的寬度尺寸大于所述第一導電插塞的寬度尺寸。