[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

本發明提供了一種屏蔽柵場效應晶體管及其形成方法。在依次形成第一介質層和屏蔽電極之后，直接刻蝕第一介質層高于屏蔽電極的部分，以使刻蝕后的第一介質層在高于屏蔽電極的部分由下至上厚度依次減小，從而可以修飾位于屏蔽電極上方的上溝槽的形貌，如此即能夠降低絕緣填充層的填充難度，提高絕緣填充層在上溝槽中填充性能避免出現空隙，進而在后續刻蝕絕緣填充層以形成隔離層時，即可以形成無缺口的隔離層，保障柵電極和屏蔽電極之間的相互隔離。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種屏蔽柵場效應晶體管及其形成方法。

背景技術

屏蔽柵場效應晶體管(Shielded Gate Trench，SGT)，由于其具有較低的柵漏電容Cgd、很低的導通電阻、以及較高的耐壓性能，進而更有利于半導體集成電路的靈活應用。具體而言，在屏蔽柵場效應晶體管中，通過在柵電極的下方設置屏蔽電極，從而可以大幅降低了柵漏電容，并且屏蔽柵場效應晶體管的漂流區中還具有較高的雜質載流子濃度，能夠為器件的擊穿電壓提供額外的益處，相應的可以降低導通電阻。

相比于其他的溝槽型場效應晶體管，屏蔽柵場效應晶體管雖然有著諸多的性能優勢，然而其制備工藝也更為復雜。例如，柵電極和屏蔽電極之間的隔離性能是屏蔽柵場效應晶體管的重要指標之一，然而柵電極和屏蔽電極之間的隔離層的制備工藝難以控制，極易使得所形成的隔離層中產生有缺口，進而會導致柵電極和屏蔽電極短接。

發明內容

本發明的目的在于提供一種屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，以解決現有的屏蔽柵場效應晶體管中柵電極和屏蔽電極之間容易出現短接的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，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由所述柵極溝槽的底部向上填充至第一高度位置；

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；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。

可選的，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。

可選的，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的夾角大于等于110°

可選的，所述隔離層的底表面覆蓋所述屏蔽電極的頂表面，所述隔離層的頂表面還從所述屏蔽電極的邊緣橫向延伸以連接所述第一介質層。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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。

基于如上所述的屏蔽柵場效應晶體管的形成方法，本發明還提供了一種屏蔽柵場效應晶體管，包括：