[發明專利]耗盡型溝槽晶體管及其形成方法

在審

• 申請號: 202210346331.5
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114639608A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 晉虎;萬欣;鄧輝;張辰晨;楊春益
• 申請（專利權）人: 嘉興奧羅拉電子科技有限公司;浙江清華長三角研究院;嘉興芯聚半導體檢測服務有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產權代理有限公司 44651
• 代理人: 董琳

1.一種耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底內形成第一溝槽；

在所述襯底內形成自所述襯底表面向襯底內部延伸的摻雜體區和位于所述摻雜體區表面內的源極摻雜層，所述摻雜體區位于所述第一溝槽兩側；

對所述第一溝槽側壁表面進行摻雜，形成位于所述摻雜體區內的反型層；

形成至少覆蓋所述第一溝槽側壁表面的柵介質層，所述柵介質層覆蓋所述反型層表面；

形成填充滿所述第一溝槽且位于所述柵介質層表面的第一柵極。

2.根據權利要求1所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，所述摻雜體區的摻雜深度小于所述第一溝槽的深度；和/或，所述反型層的底部低于所述摻雜體區的底部。

3.根據權利要求1所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，所述對所述第一溝槽側壁進行摻雜，形成位于所述摻雜體區內的反型層的方法包括：對所述第一溝槽側壁進行第二類型離子注入，注入方向與所述第一溝槽側壁之間成一夾角θ，tanθ≤d/h，其中d為所述第一溝槽的寬度，h為所述摻雜體區底面距離襯底表面的深度。

4.根據權利要求1所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，形成位于所述反型層表面的柵介質層的方法包括：采用熱氧化工藝對所述第一溝槽內壁表面進行氧化處理，形成所述柵介質層。

5.根據權利要求4所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，所述熱氧化工藝的溫度范圍為850℃～1100℃。

6.根據權利要求1所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，在所述襯底內形成自所述襯底表面向襯底內部延伸的摻雜體區和位于所述摻雜體區表面內的源極摻雜層的方法進一步包括：形成填充滿所述第一溝槽的第一介電材料層之后，對所述襯底進行第一類型離子摻雜，形成所述摻雜體區；對所述摻雜體區表面進行第二類型離子摻雜，形成所述源極摻雜層。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：沿所述第一溝槽向所述襯底內刻蝕，形成位于所述第一溝槽底部的第二溝槽；在所述第二溝槽內形成第二柵極和至少位于所述第二柵極和所述襯底之間的第一隔離層、以及位于所述第二柵極頂部的第二隔離層；然后再在所述第二隔離層上方的第一溝槽側壁上形成所述反型層、所述柵介質層，以及所述第一柵極；其中，所述第二柵極的頂部表面低于所述摻雜體區的底部。

8.根據權利要求7所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，所述在所述第二溝槽內形成第二柵極和至少位于所述第二柵極和所述襯底之間的第一隔離層的方法進一步包括：形成覆蓋所述第一溝槽和第二溝槽內壁表面的第二介電材料層；在所述第二介電材料層表面形成填充滿所述第一溝槽和第二溝槽的第二柵極材料層；對所述第二柵極材料層進行回刻蝕，保留位于所述第二溝槽底部的部分高度的第二柵極材料層作為所述第二柵極，位于所述第二柵極和所述襯底之間的部分第二介電材料層作為所述第一隔離層；和/或，

所述第二隔離層的形成方法包括：在所述第二柵極頂部形成填充滿所述第一溝槽和所述第二溝槽的第三介電材料層；對所述第三介電材料層進行回刻蝕，保留位于所述第二柵極頂部部分厚度的第三介電材料層作為所述第二隔離層。

9.根據權利要求8所述的耗盡型溝槽晶體管的形成方法，其特征在于，在所述襯底內形成自所述襯底表面向襯底內部延伸的摻雜體區和位于所述摻雜體區表面內的源極摻雜層的方法進一步包括：在對所述第三介電材料層進行回刻蝕之前，以所述第三介電材料層為掩膜對所述襯底進行第一類型離子摻雜，形成所述摻雜體區；對所述摻雜體區表面進行第二類型離子摻雜，形成所述源極摻雜層。