[發明專利]多柵極變化的場效晶體管結構及其制造方法、芯片裝置

有效

• 申請號: 202110486545.8
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113224133B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 任煒強
• 申請（專利權）人: 深圳真茂佳半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 吳珊

1.一種多柵極變化的場效晶體管結構的制造方法，其特征在于，包括：

提供漏極襯底(1)，具有由漏極外延層(10)提供的處理表面(11)與對應的背面(12)，由所述處理表面(11)刻蝕形成相互平行的第一溝槽(13);

在所述處理表面(11)與所述第一溝槽(13)內形成第一效應氧化層(91)，使所述第一溝槽(13)的內壁絕緣處理;

以沉淀填充方式在所述第一溝槽(13)的底部內設置源極延伸倒鰭(20)，并去除所述源極延伸倒鰭(20)與所述第一效應氧化層(91)在所述處理表面(11)上的部位，所述第一溝槽(13)的深度不超過所述漏極外延層(10)的厚度;

由所述處理表面(11)刻蝕形成位于所述第一溝槽(13)之間的第二溝槽(31);

在所述處理表面(11)上、所述第二溝槽(31)內與所述第一溝槽(13)的剩余空間內形成第二效應氧化層(92)，使所述第二溝槽(31)的內壁與所述第一溝槽(13)剩余空間的內壁絕緣處理;

以沉淀填充方式在所述第二溝槽(31)內設置第一柵極(41)以及在所述第一溝槽(13)剩余空間內設置第二柵極(42)，所述第二柵極(42)位于所述源極延伸倒鰭(20)上;所述第二柵極(42)與所述第一柵極(41)具有不同的形狀輪廓;

在所述漏極外延層(10)的所述處理表面(11)下以能量注入方式形成有源層(30)，所述有源層(30)的底面在所述第二溝槽(31)與所述第一溝槽(13)剩余空間能貫穿的范圍內;

以沉淀覆蓋方式在所述第一柵極(41)與所述第二柵極(42)上形成內介電層(50),使所述第一柵極(41)與所述第二柵極(42)為嵌埋結構;

在所述漏極外延層(10)上形成源極層(60)，所述源極層(60)等電位連接所述源極延伸倒鰭(20)，所述場效晶體管的溝道分別位于所述第一柵極(41)的兩側與所述第二柵極(42)的兩側;

其中,在形成所述源極層(60)的步驟中，所述源極層(60)還覆蓋于所述內介電層(50)上;在形成所述有源層(30)的步驟中,所述有源層(30)由所述漏極外延層(10)的所述處理表面(11)內化形成，所述內介電層(50)凹陷于所述處理表面(11),以利所述源極層(60)與所述有源區的歐姆接觸的結合;

其中,所述有源層(30)包括位于底層的溝道層(32)、位于所述溝道層(32)上且在溝槽開口兩側的源極領域結(33)以及位于頂層的歐姆接觸層(34),所述歐姆接觸層(34)分隔于所述源極領域結(33)之間且顯露于所述處理表面(11),所述歐姆接觸層(34)的厚度小于所述源極領域結(33)的下沉深度;所述源極領域結(33)具有朝向溝槽內部逐漸收斂的斜邊,所述源極領域結(33)收斂底部的深度下沉深入到超過所述第一柵極(41)的頂部與第二柵極(42)的頂部;

所述源極領域結(33)的形成方法包括：先在所述第一柵極(41)、所述第二柵極(42)上與所述處理表面(11)上形成第二硬掩膜沉淀;經過斜角刻蝕,所述第二硬掩膜沉淀形成為在所述第一柵極(41)與所述第二柵極(42)上的第二隔離氧化層(82)以及在所述處理表面(11)上的自對準掩膜體(82B);在位于所述處理表面(11)上的自對準掩膜體(82B)的遮擋下斜角離子注入用于形成所述源極領域結(33)的摻雜物;

其中斜角離子注入為在有源層(30)中進行正極型注入,以形成有源層(30)中的源極領域結(33)，在位于所述處理表面(11)上的自對準掩膜體(82B)的遮擋下斜角離子注入用于形成源極領域結(33)的摻雜物;注入能量20～100kev，注入角度5～85°，注入劑量10¹⁴ ～10¹⁶ ions/cm²;在自對準掩膜體(82B)的遮擋下，第一溝槽(13)與第二溝槽(31)開口側的兩相鄰源極領域結(33)不會相接,這兩相鄰源極領域結(33)之間有一個位于自對準掩膜體(82B)下的分隔區;

所述歐姆接觸層(34)的形成方法包括：在處理表面(11)上全表面能量注入P-層摻雜,有源區(30)的主體層原本就是P-body區,表面會有較高的P型特性,而源極領域結(33)是N+能量注入。