[發明專利]屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法

在審

• 申請號: 202111249957.6
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114023652A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 顧昊元;蔡晨;李亮
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、采用光刻定義加刻蝕工藝在半導體襯底上形成多個溝槽，所述溝槽包括多個柵溝槽以及至少一個源引出溝槽，所述柵溝槽形成于器件單元區，所述源引出溝槽位于所述器件單元區外側，所述源引出溝槽和各所述柵溝槽相連通，所述源引出溝槽的寬度定義為滿足如下關系式：

CD_L＞CD_CT+2*T_poly+OVL_CT；

其中CD_L表示所述源引出溝槽的寬度，CD_CT表示后續形成的所述源引出溝槽中的第一接觸孔的寬度，T_poly表示后續淀積的所述第二多晶硅層的厚度，OVL_CT表示接觸孔的工藝波動偏差量；

所述柵溝槽的寬度滿足如下關系式：

CD_C＜2*T_poly；

CD_c表示所述柵溝槽的寬度；

步驟二、形成底部介質層和源極多晶硅，所述底部介質層覆蓋在所述溝槽的底部表面和所述溝槽的底部區域的側面，所述源極多晶硅填充在形成有所述底部介質層的所述溝槽的底部區域；

步驟三、采用相同的工藝同時在各所述溝槽中形成多晶硅間氧化層，所述多晶硅間氧化層覆蓋在所述源極多晶硅的表面；

步驟四、在所述多晶硅間氧化層頂部的所述溝槽的側面形成柵介質層；

步驟五、進行多晶硅淀積形成第二多晶硅層，所述第二多晶硅層的厚度為T_ploy，T_poly和CD_L以及CD_C的關系使得，所述第二多晶硅層將所述柵溝槽的所述源極多晶硅的頂部區域完全填充以及所述第二多晶硅層未將所述源引出溝槽的所述源極多晶硅的頂部區域完全填充并形成有間隙區，所述第二多晶硅層還延伸到所述溝槽的外側；

步驟六、對所述第二多晶硅層進行回刻，回刻后的所述第二多晶硅層僅填充在所述柵溝槽中以及位于所述源引出溝槽的側面，所述源引出溝槽的所述源極多晶硅的頂部表面以及所述溝槽外的所述第二多晶硅層都被去除，由填充于所述柵溝槽中的所述第二多晶硅層組成多晶硅柵；

步驟七、進行金屬下介質層生長，所述金屬下介質層會將所述源引出溝槽中的間隙區完全填充；

步驟八、根據光刻定義進行刻蝕形成接觸孔的開口，之后在所述接觸孔的開口中填充金屬；所述接觸孔包括位于所述源引出溝槽中的所述第一接觸孔，所述第一接觸孔穿過所述金屬下介質層。

2.如權利要求1所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：所述半導體襯底為硅襯底。

3.如權利要求2所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：步驟二中所述底部介質層為氧化層。

4.如權利要求3所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：步驟二中所述源極多晶硅采用多晶硅淀積加回刻工藝形成。

5.如權利要求4所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：所述底部介質層采用熱氧化工藝或淀積工藝生長形成，生長后的所述底部介質層覆蓋在所述溝槽的內側表面和所述溝槽的外側表面；在所述源極多晶硅的回刻工藝之后，所述源極多晶硅的頂部的所述溝槽側面和所述溝槽外側表面的所述底部介質層被去除。

6.如權利要求5所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：步驟三包括如下分步驟：

步驟31、進行氧化層生長形成所述多晶硅間氧化層；

步驟32、進行濕法刻蝕將所述多晶硅間氧化層回刻到所需要的厚度。

7.如權利要求6所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：步驟31中生長所述多晶硅間氧化層的工藝包括HDP CVD工藝。

8.如權利要求7所述的屏蔽柵溝槽型半導體器件的制造方法，其特征在于：步驟三中，所述多晶硅間氧化層將所述源極多晶硅頂部的所述溝槽填滿或者部分填充。