[發明專利]屏蔽柵場效應晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 202010099468.6
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111180342B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 叢茂杰;謝志平;冀亞欣;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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 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，所述襯底中形成有柵極溝槽；

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，所述屏蔽電極形成在所述第一介質層上并位于所述柵極溝槽的底部，以及所述屏蔽電極的頂部位置對應于第一高度位置；

刻蝕所述第一介質層高于所述第一高度位置的部分，以使刻蝕后的第一介質層在垂直于溝槽側壁方向上的厚度尺寸從所述第一高度位置起向上依次減小；

在所述柵極溝槽中填充絕緣填充層，所述絕緣填充層覆蓋所述第一介質層高于第一高度位置的部分和所述屏蔽電極；

刻蝕所述第一介質層和所述絕緣填充層，以去除所述第一介質層和所述絕緣填充層中高于第二高度位置的部分，剩余的絕緣填充層構成隔離層，以覆蓋所述屏蔽電極的頂表面，所述第二高度位置高于所述第一高度位置；以及，

在所述柵極溝槽中形成柵電極，所述柵電極位于所述隔離層和所述第一介質層上。

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，在刻蝕所述第一介質層高于第一高度位置的部分之前，所述第一介質層在垂直于溝槽側壁方向上的厚度尺寸大于等于3000埃。

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，刻蝕所述第一介質層高于第一高度位置的部分，以使刻蝕后的第一介質層高于第一高度位置的部分具有傾斜的外側壁，所述第一介質層的傾斜的外側壁與所述屏蔽電極的頂表面之間的夾角大于等于110°。

4.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，所述柵極溝槽高于所述第一高度位置的部分的深寬比大于等于2。

5.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，在形成所述隔離層之后，以及形成所述柵電極之前，還包括：

在所述柵極溝槽高于第二高度位置的側壁上形成第二介質層。

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，所述第一介質層在垂直于溝槽側壁方向上的厚度尺寸大于所述第二介質層在垂直于溝槽側壁方向上的厚度尺寸。

7.一種屏蔽柵場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底中形成有柵極溝槽；

第一介質層，形成在所述柵極溝槽低于第二高度位置的側壁上，并且所述第一介質層的厚度尺寸由第一高度位置至第二高度位置依次減小，所述第一高度位置低于所述第二高度位置，所述第二高度的高度位置低于所述柵極溝槽的頂部位置；

屏蔽電極，形成在所述第一介質層上，并位于所述柵極溝槽的底部，以及所述屏蔽電極的頂部位置對應于所述第一高度位置，并且所述屏蔽電極的頂表面和所述第一介質層高于第一高度位置的側壁圍繞出一凹槽；

隔離層，填充在所述凹槽中并位于所述第一高度至所述第二高度之間，以覆蓋所述屏蔽電極；以及，

第二介質層，形成在所述柵極溝槽高于第二高度位置的側壁上；

柵電極，形成在所述柵極溝槽中并高于第二高度位置而位于所述隔離層和所述第一介質層的上方。

8.如權利要求7所述的屏蔽柵場效應晶體管，其特征在于，所述第一介質層中介于第一高度位置和第二高度位置之間的部分在朝向所述隔離層的側壁為傾斜側壁，并且所述第一介質層的傾斜側壁以朝向所述柵極溝槽的側壁的方向傾斜。

9.如權利要求7所述的屏蔽柵場效應晶體管，其特征在于，所述隔離層沿著高度方向的截面形狀為倒梯形。

10.如權利要求7～9任一項所述的屏蔽柵場效應晶體管，其特征在于，所述屏蔽柵場效應晶體管的耐壓范圍大于60V。