[發明專利]一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 202111024378.1
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113745117A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 樂雙申;何增誼;張立波;董建新;吳興敏
• 申請（專利權）人: 上海韋爾半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 深圳睿臻知識產權代理事務所(普通合伙) 44684
• 代理人: 李磊

本申請實施例公開了一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管及其制造方法，該晶體管由于制作過程中選擇性地對柵極溝槽對應的氧化層進行刻蝕后，在正表面上再次沉淀氧化物，因此，該晶體管柵極溝槽和源極溝槽之間的氧化層呈階梯狀，靠近源極溝槽的氧化層的厚度大于靠近柵極溝槽的氧化層的厚度，由于制造過程中通過光刻膠等臨時保護材料對源極溝槽的遮蔽，使得源極溝槽內填充的氧化層中不再出現凹坑，避免了源極溝槽內的氧化層上的凹坑內進入柵極多晶硅，導致具備SGT結構的MOSFET存在柵極源極短路的風險。

技術領域

本申請各實施例屬半導體制造領域，特別涉及一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管及其制造方法。

背景技術

具有屏蔽柵溝槽(Shield Gate Trench，SGT)結構的金屬-氧化層半導體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)是目前先進的MOSFET技術，能夠很好地解決導通電阻和寄生電容之間的矛盾，同時降低系統的導通損耗和開關損耗，提高了系統使用效率。

現有的具備SGT結構的MOSFET的制造過程中，往往需要先對過厚的氧化層進行刻蝕，然后再生長多晶硅。但是在刻蝕氧化層時可能會在源極引出區的溝槽側壁產生凹坑，柵極多晶硅生長時柵極多晶硅會進入這些凹坑處。后續工藝無法徹底去除凹坑中的柵極多晶硅，從而使得具備SGT結構的MOSFET存在柵極源極短路的風險。

發明內容

本申請的目的在于提供一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管及其制造方法，其能夠改善上述問題。

第一方面，本申請的實施例提供了一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管制造方法，包括，

在襯底上生長外延層，在所述外延層背離所述襯底的正表面上刻蝕出柵極溝槽和源極溝槽，在所述正表面上生長氧化物形成第一氧化層，使得所述第一氧化層覆蓋所述柵極溝槽和所述源極溝槽的槽底和槽壁；

向所述柵極溝槽和所述源極溝槽中分別填充滿柵極多晶硅和源極多晶硅；

對所述柵極溝槽中柵極多晶硅進行刻蝕直到所述柵極溝槽中剩余部分柵極多晶硅，并保留源極溝槽中的所有源極多晶硅；

對所述柵極溝槽區域的中的第一氧化層進行刻蝕；

在所述正表面繼續生長氧化物形成第二氧化層，使得所述第二氧化層覆蓋所述柵極溝槽中的柵極多晶硅；

向所述柵極溝槽繼續填充柵極多晶硅至所述柵極溝槽的槽口。

可以理解，本申請實施例公開了一種具有屏蔽柵溝槽結構的晶體管制造方法，在刻蝕氧化層時，通過光刻膠遮蔽等方法選擇性地對所述柵極溝槽對應的所述氧化層進行刻蝕，使得柵極溝槽槽壁上的氧化層去除且源極溝槽槽壁上的氧化層保留，在填充柵極多晶硅時源極多晶硅引出區的溝槽側壁不會殘留柵極多晶硅，避免后續生長柵極多晶硅后出現的柵極源極短路的風險。

在本申請可選的實施例中，在向所述柵極溝槽和所述源極溝槽中分別填充滿柵極多晶硅和源極多晶硅之后，對所述柵極溝槽中的第一氧化層進行刻蝕之前，所述方法還包括：

對所述正表面上的所述第一氧化層進行刻蝕減薄處理，以使所述源極多晶硅和柵極多晶硅背離所述襯底的表面高出所述減薄處理后的第一氧化層的表面。

可以理解，對柵極溝槽槽壁上的氧化層進行刻蝕之前，還需要對正表面上的氧化層進行整體刻蝕減薄，一般來說，經過這一步驟后正表面上的氧化層厚度減薄至至之間，使得源極多晶硅露出氧化層便于后續制作。

在本申請可選的實施例中，所述對所述柵極溝槽中柵極多晶硅進行刻蝕直到所述柵極溝槽中剩余部分柵極多晶硅之前，包括：

用光刻膠覆蓋所述源極引出區多晶硅區域；