[發(fā)明專利]一種屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的制造方法及相關(guān)產(chǎn)品

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110183827.0
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN113066860A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周鳴濤;柯行飛;張裕華;江奇輝
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 常忠良

本申請公開了一種屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的制造方法及相關(guān)產(chǎn)品。首先形成屏蔽柵的裸露位置對應(yīng)的氧化介質(zhì)層；其后在裸露位置對應(yīng)的氧化介質(zhì)層上形成第一掩膜層；接著對屏蔽柵的側(cè)壁的氧化介質(zhì)層進行刻蝕，并在刻蝕過程中以第一掩膜層保護裸露位置對應(yīng)的氧化介質(zhì)層；最后去除殘留的第一掩膜層。該方法以氧化工藝替代了填充工藝來形成介質(zhì)層，對于高深寬比的器件不易形成介質(zhì)層內(nèi)的空洞，避免了填充工藝對器件溝槽側(cè)壁和頂端的破壞，提升器件的良率。該方法中還免除了平坦化的操作，使工藝步驟得到簡化，成本也更加低廉。因此，該制造方法具有更好的應(yīng)用前景，以此方法制造出的屏蔽柵場效應(yīng)晶體管具有更加穩(wěn)定的性能和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的制造方法及相關(guān)產(chǎn)品。

背景技術(shù)

屏蔽柵場效應(yīng)晶體管全稱為屏蔽柵溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT-MOSFET)相較于其他的溝槽型場效應(yīng)晶體管，具有較低的導(dǎo)通電阻、較低的柵漏電容Cgd和較高的耐壓等性能優(yōu)勢，因此SGT-MOSFET在半導(dǎo)體集成電路具有靈活的應(yīng)用。SGT-MOSFET的制造中較為關(guān)鍵的一道工藝就是形成柵極之間的層間介質(zhì)，此介質(zhì)層需要有一定的厚度來保證柵極之間不產(chǎn)生漏電。

傳統(tǒng)的介質(zhì)層工藝流程通常包括濕法刻蝕、介質(zhì)沉積、化學(xué)機械拋光、光刻、刻蝕和去膠等工藝步驟來形成，工藝步驟多而復(fù)雜，工藝成本高。從圖1A至圖1E依次示意了當(dāng)前一種制造屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的流程。圖1A示出了通過光刻和干刻工藝形成的屏蔽柵①。采用濕法刻蝕的工藝去除晶體管側(cè)壁的氧化層②后的示意圖如圖1B。圖1C示出了采用填充工藝填充出的絕緣的介質(zhì)層④。以平坦化工藝平坦介質(zhì)層④，并去除掩膜層③后，效果如圖1D。最后，采用光刻工藝并濕法回刻剩余的介質(zhì)層④到特定深度，去膠形成了柵極間介質(zhì)層，如圖1E。

由于未來半導(dǎo)體器件的小尺寸趨勢，應(yīng)用的SGT-MOSFET的溝槽寬度將越來越小，對溝槽的深寬比提升有著明確的需求。以圖1A至圖1E的工藝流程為例，較小的溝槽寬度增大了介質(zhì)的填充難度，容易形成填充空洞。如此容易帶來漏電風(fēng)險，器件失效的概率大，器件加工良率低。此外，介質(zhì)填充工藝容易損傷SGT-MOSFET溝槽側(cè)壁和頂端，造成電性能異常。因此，制造SGT-MOSFET器件的介質(zhì)層已面臨工藝瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的制造方法及相關(guān)產(chǎn)品，以提升器件良率，簡化工藝流程。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N屏蔽柵場效應(yīng)晶體管的介質(zhì)層的制造方法。在該制造方法中包括以下步驟：

首先在已于溝槽中形成好的屏蔽柵的裸露位置上氧化出的氧化介質(zhì)層；其后在裸露位置對應(yīng)的氧化介質(zhì)層上形成第一掩膜層；接著，對屏蔽柵的側(cè)壁的氧化介質(zhì)層進行刻蝕，在刻蝕過程中利用前面步驟形成的第一掩膜層保護前面提及的屏蔽柵裸露位置對應(yīng)的氧化介質(zhì)層；最后去除殘留的第一掩膜層。

該制造方法中，屏蔽柵頂部的氧化介質(zhì)層是通過氧化工藝得到的，而非填充出來的，因此不易形成空洞。在制造高深寬比的屏蔽柵場效應(yīng)晶體管等器件時，通過氧化工藝來形成屏蔽柵頂部的氧化介質(zhì)層具有明顯的優(yōu)勢，不易破壞溝槽的側(cè)壁和頂端，從而保證了器件的性能完善，良率高。由于該方法中不需要借助填充工藝來形成氧化介質(zhì)層，因此該方法中還免除了平坦化的操作，簡化了工藝流程，從而制造成本也更加低廉。