[發明專利]一種深溝槽絕緣柵極器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202010211838.0
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111354788B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 胡強;金濤;秦瀟峰;王思亮;蔣興莉
• 申請（專利權）人: 成都森未科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L21/331
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 羅延紅

1.一種深溝槽絕緣柵極器件，其特征在于：包括襯底（101），所述襯底（101）上設置有體區（201），所述體區（201）上設置有第二導電層（501），所述第二導電層（501）中設置有第一絕緣介質層（301），第一絕緣介質層（301）下方設置有第二絕緣介質層（302），第二絕緣介質層（302）呈U形，第二絕緣介質層（302）的內側設置有第三絕緣介質層（303），第三絕緣介質層（303）呈U形，第三絕緣介質層（303）的內側設置有第四絕緣介質層（304），所述第二絕緣介質層（302）內部的第三絕緣介質層（303）上方設置有第一導電層（401），第二絕緣介質層（302）穿過體區（201）并位于襯底（101）內，所述第一導電層（401）的深度不小于體區（201）的深度；

體區（201）和第二導電層（501）之間設置有源區（102），且所述源區（102）位于第一絕緣介質層（301）的下方。

2.根據權利要求1所述的一種深溝槽絕緣柵極器件，其特征在于：所述襯底（101）的材料包括硅、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵或金剛石，導電類型為P型或者N型；所述第一絕緣介質層（301）、第二絕緣介質層（302）、第三絕緣介質層（303）和第四絕緣介質層（304）的材料包括氧化硅、氮化硅或氧化鋁。

3.根據權利要求1所述的一種深溝槽絕緣柵極器件，其特征在于：源區（102）摻雜濃度比襯底（101）的高，摻雜雜質包括磷、砷、硒或硫；體區（201）是摻雜濃度介于襯底（101）和源區（102）之間的N型或者P型半導體，摻雜雜質包括硼、鋁或鎵。

4.根據權利要求1所述的一種深溝槽絕緣柵極器件，其特征在于：第一導電層（401）為柵極，第二導電層（501）為電極，第一導電層（401）和第二導電層（501）的材料包括多晶硅、摻雜多晶硅、金屬鋁、銅、鈦、鎢及其疊層或者合金，以及上述金屬與硅的合金。

5.一種如權利要求1~4任一項所述的深溝槽絕緣柵極器件的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：在襯底（101）上進行場氧化層生長；

步驟二：利用光刻板，將部分場氧化層曝光，并刻蝕掉，露出襯底（101）；

步驟三：在暴露出的襯底（101）部分進行溝槽刻蝕；

步驟四：沉積得到第二絕緣介質層（302）和第三絕緣介質層（303）；

步驟五：沉積得到第四絕緣層；

步驟六：刻蝕部分前述第四絕緣層，并在溝槽內保留部分；

步驟七：刻蝕部分第三絕緣層，并在溝槽內保留部分；

步驟八：刻蝕場氧化層；

步驟九：沉積得到第一導電層（401）；

步驟十：刻蝕部分前述第一導電層（401），并在溝槽內保留部分；

步驟十一：形成柵極結構，并且保證第一導電層（401）保留部分的深度不小于體區（201）的厚度。

6.根據權利要求5所述的深溝槽絕緣柵極器件的制備方法，其特征在于：步驟一中場氧化層的硬膜厚度為3000A-10000A；步驟三中溝槽刻蝕為干法刻蝕。

7.根據權利要求5所述的深溝槽絕緣柵極器件的制備方法，其特征在于：第二絕緣介質層（302）厚度為100A-2000A；第三絕緣介質層（303）縱向厚度為1000A-5000A；?第四絕緣介質層（304）沉積工藝為PECVD或者LPCVD；第四絕緣介質層（304）的刻蝕工藝為干法刻蝕；第三絕緣介質層（303）的刻蝕工藝濕法刻蝕。

8.根據權利要求5所述的深溝槽絕緣柵極器件的制備方法，其特征在于：場氧化層的硬膜的刻蝕工藝為干法刻蝕；第一導電層（401）沉積工藝為PECVD或者LPCVD；第一導電層（401）刻蝕工藝為干法刻蝕。

9.根據權利要求5所述的深溝槽絕緣柵極器件的制備方法，其特征在于：第一絕緣介質層（301）縱向厚度為2000A-10000A；?第一絕緣介質層（301）刻蝕工藝為干法刻蝕或者濕法刻蝕；第二導電層（501）厚度為1um-5um，沉積工藝為蒸發或者濺射。