[發明專利]一種上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法

在審

• 申請號: 202111158564.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114038751A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳雪萌;王艷穎;錢曉霞;湯藝
• 申請（專利權）人: 上海道之科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

1.一種上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括如下步驟：

1）在選定的N外延硅襯底上淀積氧化層作為硬掩模，使用第一張掩膜版在N外延硅襯底上光刻并進行刻蝕并同時形成原胞區和終端區的深溝槽；

2）根據產品擊穿電壓的需求制備相應厚度的場氧化層；

3）沉積多晶硅，進行多晶硅第一次回刻接近硅表面形成屏蔽柵，然后通過化學機械拋光使硅表面的氧化層厚度小于2000A，目的是減少后續濕法刻蝕時的側向刻蝕；

4）進行氮化硅層沉積，氮化硅層的厚度為1000A~3000A；

5）使用第二張掩膜版對有源區的溝槽上方進行光刻，干法刻蝕去掉暴露出的氮化硅層；

6）通過濕法刻蝕去除有源區的溝槽側壁上的場氧化層，溝槽中刻蝕掉的氧化層深度為0.5um~1.5um，具體以器件設計的擊穿電壓，溝道長度達到最優來決定；

7）對原胞區溝槽中的多晶硅進行第二次干法刻蝕，使原胞區溝槽中多晶硅層低于場氧化層0.1~0.3微米；

8）濕法刻蝕去除氮化硅層，之后濕法刻蝕去掉硅表面的氧化層，使得溝槽中多晶硅屏蔽柵與場氧化層的高度差在0.2微米以內；

9）用熱氧化的方法在溝槽側壁形成柵氧化層，同時在多晶硅屏蔽柵的頂部形成柵間氧化層；

10）淀積柵多晶硅，并利用化學機械研磨或濕法刻蝕，刻蝕柵多晶硅至硅表面以形成器件的控制柵；

11）進行后續工藝處理以完成屏蔽柵MOSFET器件的制作。

2.根據權利要求1所述的上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法，其特征在于：所述步驟11）中的后續工藝處理包括如下步驟：

12）進行體區注入和退火形成與襯底和外延導電類型相反的體區；

13）使用第三張掩膜版進行源區光刻并注入與襯底和外延相同導電類型的雜質并退火形成重摻雜源區；

14）沉積介質層，然后使用第四張掩膜版進行接觸孔光刻，并刻蝕形成源極、柵極及屏蔽柵極接觸孔；

15）濺射頂層金屬，使用第五張掩膜版光刻并刻蝕形成頂層金屬；

16）淀積氧化層作為鈍化層，使用第六張掩膜版光刻刻蝕鈍化層，完成頂層結構的制作；

17）將硅片背面減薄到特定的厚度，通過濺射或者蒸發的方法淀積背面金屬形成器件的漏極。

3.根據權利要求1或2所述的上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法，其特征在于：步驟3）中，所述沉積多晶硅，多晶硅第一次回刻接近硅表面，然后通過化學機械拋光使硅表面的氧化層厚度小于2000A，目的是減少后續濕法刻蝕時的側向刻蝕。

4.根據權利要求1或2所述的上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法，其特征在于：步驟7）中，所述干法刻蝕中使用氮化硅作為硬掩模，且有源區溝槽中多晶硅第二次回刻后多晶硅層低于場氧化層0.1um~0.3微米。

5.根據權利要求1或2所述的上下結構的屏蔽柵MOSFET器件的制作方法，其特征在于：步驟8）中，所述濕法刻蝕去除氮化硅層，之后濕法刻蝕去掉硅表面的氧化層，使得溝槽中多晶硅屏蔽柵的高度與場氧化層高度差在0.2微米以內。