[發明專利]溝槽型場效應晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 202010950494.5
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111933712B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 任志遠;李艷旭;宋金星
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 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

1.一種溝槽型場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底具有元胞區和終端區；

晶體管單元，形成在所述元胞區中，所述晶體管單元包括：形成在所述元胞區的襯底中第一溝槽；覆蓋所述第一溝槽的底部和側壁的第一介質層；以及，填充在所述第一溝槽中的第一電極；

終端結構，形成在所述終端區中，所述終端結構包括：形成在終端區中的多個第二溝槽，所述多個第二溝槽排布在所述元胞區的外圍；覆蓋所述第二溝槽內壁的第二介質層；以及，填充在所述第二溝槽中的第二電極；

其中，最靠近元胞區的第二溝槽構成邊界第二溝槽，并且位于所述邊界第二溝槽中的第二介質層包括相互連接的薄層部和厚層部，所述薄層部形成在靠近元胞區的溝槽側壁上，所述厚層部至少形成在遠離元胞區的溝槽側壁上，以及所述厚層部的厚度大于所述第一介質層的厚度；

以及，遠離元胞區的第二溝槽中的第二介質層的厚度和所述邊界第二溝槽中的厚層部的厚度均相同，并且在所述邊界第二溝槽遠離元胞區一側的襯底表面上形成有第一介質材料層，所述第一介質材料層和各個第二溝槽中的厚層部均由同一厚材料層構成而相互連接并具備相同的厚度。

2.如權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管，其特征在于，所述邊界第二溝槽中的所述薄層部的厚度和所述第一介質層中的至少部分區域的厚度相同。

3.如權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管，其特征在于，在所述邊界第二溝槽中，所述厚層部覆蓋所述邊界第二溝槽的底壁和遠離元胞區的溝槽側壁。

4.如權利要求1所述的溝槽型場效應晶體管，其特征在于，所述第二溝槽的深度大于所述第一溝槽的深度，所述第二溝槽的開口尺寸大于所述第一溝槽的開口尺寸。

5.一種溝槽型場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供一襯底，所述襯底具有元胞區和終端區，并在所述元胞區的襯底中形成多個第一溝槽，在所述終端區的襯底中形成多個第二溝槽，所述多個第二溝槽排布在所述元胞區的外圍，其中最靠近元胞區的第二溝槽構成邊界第二溝槽；

形成第一介質材料層，所述第一介質材料層連續覆蓋所述第一溝槽的內壁、所述第二溝槽的內壁以及所述襯底的頂表面；

在所述襯底上形成掩模層，所述掩模層部分覆蓋所述終端區并暴露出所述元胞區，其中，所述掩模層延伸覆蓋遠離元胞區的多個第二溝槽，并且所述掩模層靠近所述元胞區的邊界延伸停止在所述邊界第二溝槽的開口范圍內并搭接所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的第一介質材料層，以使所述第一介質材料層中位于所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的部分也暴露出；

以所述掩模層為掩模刻蝕所述第一介質材料層，以完全去除所述第一介質材料層中位于所述元胞區的部分，還去除所述第一介質材料層中從所述元胞區至所述邊界第二溝槽之間的部分，以及還刻蝕所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的第一介質材料層，以暴露出所述邊界第二溝槽靠近元胞區的至少部分溝槽側壁；

去除所述掩模層，并形成第二介質材料層，所述第二介質材料層至少形成在所述第一溝槽的內壁上、所述元胞區至所述邊界第二溝槽之間的襯底表面上，以及所述第二介質材料層還形成在所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上，并且所述邊界第二溝槽中的第二介質材料層和保留下的第一介質材料層相互連接；以及，

在所述第一溝槽和所述第二溝槽中填充電極材料，以分別形成第一電極和第二電極。

6.如權利要求5所述的溝槽型場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述掩模層靠近所述元胞區的邊界停止在所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的第一介質材料層的頂表面上；

或者，所述掩模層靠近所述元胞區的邊界停止在所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的第一介質材料層的側壁上。

7.如權利要求5所述的溝槽型場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二溝槽的深度大于所述第一溝槽的深度，以及所述第二溝槽的開口尺寸大于所述第一溝槽的開口尺寸。

8.如權利要求7所述的溝槽型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材料層后，位于所述邊界第二溝槽靠近元胞區的溝槽側壁上的第一介質材料層還部分保留，以使所述邊界第二溝槽的底壁和靠近元胞區的溝槽側壁的底部上還覆蓋有所述第一介質材料層。