鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0042]如圖4所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法流程圖；如圖5A至圖5F所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法包括如下步驟:
[0043]步驟一、如圖5A所示，提供表面形成有硅外延層1的硅襯底，采用光刻刻蝕工藝在所述硅外延層1的柵極形成區(qū)域中形成溝槽2。
[0044]溝槽柵MOSFET包括多個(gè)周期交替排列的MOSFET單元結(jié)構(gòu)，本步驟中形成的所述溝槽2包括交替排列的多個(gè)，每一個(gè)所述溝槽2柵和一個(gè)所述MOSFET單元結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。
[0045]所述硅襯底具有第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述硅襯底的背面用于形成漏極，所述硅外延層1具有第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜，所述硅外延層1用于形成溝槽柵MOSFET的漂移區(qū)。
[0046]步驟二、如圖5A所示，在所述溝槽2底部表面和側(cè)壁表面形成底部氧化層3，所述底部氧化層3也延伸到所述溝槽2外部的所述硅外延層1表面；在所述底部氧化層3表面形成第一層多晶硅4，所述第一層多晶硅4將所述溝槽2完全填充。
[0047]步驟三、如圖5B所示，對(duì)所述第一層多晶硅4進(jìn)行回刻，該回刻將所述溝槽2外部的所述第一層多晶硅4完全去除，將所述溝槽2中頂部的所述第一層多晶硅4去除，由保留于所述溝槽2底部的所述第一層多晶硅4組成多晶硅屏蔽柵4。
[0048]步驟四、如圖5B所示，進(jìn)行磷離子注入，該磷離子注入將所述多晶硅屏蔽柵4的表面破壞且在所述多晶硅屏蔽柵4的表面形成親水性極性分子，標(biāo)記4a所述區(qū)域?yàn)樽⑷肓肆纂x子的所述多晶硅屏蔽柵4。
[0049]步驟五、如圖5C所示，進(jìn)行第一次熱氧化形成犧牲氧化層5。
[0050]所述第一次熱氧化利用步驟四中所述多晶硅屏蔽柵4的表面被破壞和形成有親水性極性分子有利于氧氣和水?dāng)U散的特點(diǎn)增加所述多晶硅屏蔽柵4的表面的熱氧化速率，且所述第一次熱氧化僅將步驟四中磷離子注入?yún)^(qū)域的部分厚度的所述多晶硅屏蔽柵4的表面氧化。
[0051]所述第一次熱氧化采用濕氧氧化工藝。
[0052]步驟六、如圖f5D所示，對(duì)所述底部氧化層3和所述犧牲氧化層5進(jìn)行濕法腐蝕，所述濕法腐蝕將所述多晶硅屏蔽柵4頂部的所述溝槽2側(cè)壁的所述底部氧化層3和所述犧牲氧化層5都去除，所述濕法腐蝕過(guò)程中利用所述犧牲氧化層5阻止腐蝕液對(duì)所述多晶硅屏蔽柵4兩側(cè)的所述底部氧化層3直接接觸從而防止在所述多晶硅屏蔽柵4兩側(cè)形成尖嘴狀凹槽。
[0053]步驟七、如圖5E所示，進(jìn)行第二次熱氧化在所述多晶硅屏蔽柵4頂部的所述溝槽2側(cè)壁形成柵氧化層6a同時(shí)在所述多晶硅屏蔽柵4頂部表面形成多晶硅間隔離氧化層6b，利用步驟四中所述多晶硅屏蔽柵4的表面被破壞和形成有親水性極性分子有利于氧氣和水?dāng)U散的特點(diǎn)增加所述多晶硅屏蔽柵4的表面的熱氧化速率并使所述多晶硅間隔離氧化層6b的厚度增加，所述多晶硅間隔離氧化層6b大于所述柵氧化層6a厚度，利用厚度增加的所述多晶硅間隔離氧化層6b形成對(duì)所述多晶硅屏蔽柵4頂部側(cè)面空隙的完全填充并避免形成尖端放電結(jié)構(gòu)。
[0054]所述第二次熱氧化采用濕氧氧化工藝。
[0055]步驟八、如圖5F所示，形成第二層多晶硅7，所述第二層多晶硅7將形成有所述柵氧化層6a和所述多晶硅間隔離氧化層6b的所述溝槽2完全填充，由填充于所述溝槽2頂部的所述第二層多晶硅7組成多晶硅柵7。
[0056]之后對(duì)所述第二層多晶硅7進(jìn)行回刻，該回刻后將所述溝槽2外部的所述第二層多晶硅7都去除，由保留于所述溝槽2頂部的所述第二層多晶硅7組成多晶硅柵7。
[0057]溝槽柵MOSFET的其它結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有方法形成，如在所述硅外延層1中形成有第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，在阱區(qū)中形成源區(qū)，所述多晶硅柵7穿過(guò)所述阱區(qū)，所述多晶硅柵7從側(cè)面覆蓋所述阱區(qū)并用于在所述阱區(qū)側(cè)面形成溝道。所述多晶硅柵7從側(cè)面覆蓋源區(qū)和阱區(qū)，且被多晶硅柵7側(cè)面覆蓋的阱區(qū)的表面用于形成連接源區(qū)和底部硅外延層1溝道。
[0058]形成層間膜將器件覆蓋，形成接觸孔和正面金屬層，正面金屬層通過(guò)接觸孔和源區(qū)接觸引出源極，正面金屬層通過(guò)接觸孔和多晶硅柵7接觸引出柵極；形成背面金屬層引出漏極。
[0059]如圖6所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法形成的器件的電鏡照片。如虛線(xiàn)圈202區(qū)域所示，可知，在多晶硅屏蔽柵頂部的兩側(cè)的沒(méi)有尖嘴凹陷形成，ΙΡ0層的厚度都較厚，能夠在多晶硅柵和多晶硅屏蔽柵之間形成良好的隔離，由于多晶硅屏蔽柵一般和源極相連，所以能提高多晶硅柵和源極之間的耐壓Vgs，避免尖端電荷聚集而造成的過(guò)大的漏電流。
[0060]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、提供表面形成有硅外延層的硅襯底，采用光刻刻蝕工藝在所述硅外延層的柵極形成區(qū)域中形成溝槽； 步驟二、在所述溝槽底部表面和側(cè)壁表面形成底部氧化層，所述底部氧化層也延伸到所述溝槽外部的所述硅外延層表面；在所述底部氧化層表面形成第一層多晶硅，所述第一層多晶硅將所述溝槽完全填充； 步驟三、對(duì)所述第一層多晶硅進(jìn)行回刻，該回刻將所述溝槽外部的所述第一層多晶硅完全去除，將所述溝槽中頂部的所述第一層多晶硅去除，由保留于所述溝槽底部的所述第一層多晶硅組成多晶硅屏蔽柵； 步驟四、進(jìn)行磷離子注入，該磷離子注入將所述多晶硅屏蔽柵的表面破壞且在所述多晶硅屏蔽柵的表面形成親水性極性分子； 步驟五、進(jìn)行第一次熱氧化形成犧牲氧化層； 步驟六、對(duì)所述底部氧化層和所述犧牲氧化層進(jìn)行濕法腐蝕，所述濕法腐蝕將所述多晶硅屏蔽柵頂部的所述溝槽側(cè)壁的所述底部氧化層和所述犧牲氧化層都去除，所述濕法腐蝕過(guò)程中利用所述犧牲氧化層阻止腐蝕液對(duì)所述多晶硅屏蔽柵兩側(cè)的所述底部氧化層直接接觸從而防止在所述多晶硅屏蔽柵兩側(cè)形成尖嘴狀凹槽； 步驟七、進(jìn)行第二次熱氧化在所述多晶硅屏蔽柵頂部的所述溝槽側(cè)壁形成柵氧化層同時(shí)在所述多晶硅屏蔽柵頂部表面形成多晶硅間隔離氧化層，利用步驟四中所述多晶硅屏蔽柵的表面被破壞和形成有親水性極性分子有利于氧氣和水?dāng)U散的特點(diǎn)增加所述多晶硅屏蔽柵的表面的熱氧化速率并使所述多晶硅間隔離氧化層的厚度增加，所述多晶硅間隔離氧化層大于所述柵氧化層厚度，利用厚度增加的所述多晶硅間隔離氧化層形成對(duì)所述多晶硅屏蔽柵頂部側(cè)面空隙的完全填充并避免形成尖端放電結(jié)構(gòu)； 步驟八、形成第二層多晶硅，所述第二層多晶硅將形成有所述柵氧化層和所述多晶硅間隔離氧化層的所述溝槽完全填充，由填充于所述溝槽頂部的所述第二層多晶硅組成多晶娃柵。2.如權(quán)利要求1所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:溝槽柵MOSFET包括多個(gè)周期交替排列的MOSFET單元結(jié)構(gòu)，步驟一中形成的所述溝槽包括交替排列的多個(gè)，每一個(gè)所述溝槽柵和一個(gè)所述MOSFET單元結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。3.如權(quán)利要求1所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:步驟一中所述硅襯底具有第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述硅襯底的背面用于形成漏極，所述硅外延層具有第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜，所述硅外延層用于形成溝槽柵MOSFET的漂移區(qū)。4.如權(quán)利要求3所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:在所述硅外延層中形成有第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，所述多晶硅柵穿過(guò)所述阱區(qū)，所述多晶硅柵從側(cè)面覆蓋所述阱區(qū)并用于在所述阱區(qū)側(cè)面形成溝道。5.如權(quán)利要求1所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:步驟五中所述第一次熱氧化利用步驟四中所述多晶硅屏蔽柵的表面被破壞和形成有親水性極性分子有利于氧氣和水?dāng)U散的特點(diǎn)增加所述多晶硅屏蔽柵的表面的熱氧化速率，且所述第一次熱氧化僅將步驟四中磷離子注入?yún)^(qū)域的部分厚度的所述多晶硅屏蔽柵的表面氧化。6.如權(quán)利要求1所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:所述第二次熱氧化采用濕氧氧化工藝。7.如權(quán)利要求1所述的具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，其特征在于:步驟八形成所述第二層多晶硅之后還包括對(duì)所述第二層多晶硅進(jìn)行回刻的步驟，該回刻后將所述溝槽外部的所述第二層多晶硅都去除，由保留于所述溝槽頂部的所述第二層多晶硅組成多晶娃棚'。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有屏蔽柵的溝槽柵MOSFET的制造方法，包括步驟：步驟一、提供表面形成有硅外延層的硅襯底并光刻刻蝕形成溝槽。步驟二、形成底部氧化層和第一層多晶硅。步驟三、對(duì)第一層多晶硅進(jìn)行回刻。步驟四、進(jìn)行磷離子注入。步驟五、進(jìn)行第一次熱氧化形成犧牲氧化層。步驟六、對(duì)底部氧化層和犧牲氧化層進(jìn)行濕法腐蝕。步驟八、進(jìn)行第二次熱氧化同時(shí)形成柵氧化層和多晶硅間隔離氧化層。步驟九、形成第二層多晶硅。本發(fā)明能減少多晶硅屏蔽柵頂部?jī)蓚?cè)凹陷的深度且能避免尖嘴刻蝕形成，能提高IPO的厚度和形貌，能提高柵極到源極的耐壓以及能降低由尖端放電造成的漏電流。
【IPC分類(lèi)】H01L29/66, H01L29/423
【公開(kāi)號(hào)】CN105244374
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510545834
【發(fā)明人】陳磊, 叢茂杰
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日