專利名稱：Umosfet器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成半導(dǎo)體器件的方法，特別涉及一種形成一自準(zhǔn)直的Self-aligned雙氧化物UMOSFET器件的方法，該器件利用溝道摻雜物以多能級(jí)的注入來使溝道體摻雜區(qū)及其相關(guān)的結(jié)、用于沉積門氧化物層的區(qū)和相應(yīng)于溝槽側(cè)壁的場(chǎng)層臺(tái)階的深度得到自準(zhǔn)直。
美國專利No.5,637,898描述一種垂直低壓MOSFET構(gòu)造，該構(gòu)造具有沿一溝槽側(cè)壁的雙氧化物厚度和在漂移區(qū)內(nèi)的不均勻的摻雜輪廓。在一個(gè)器件的漏極區(qū)中的不均勻的摻雜輪廓的概念在專利5,300,448和5,246,870中第一次得到描述，而雙氧化物UMOSFET的概念和實(shí)踐第一次由Y.Babe等人(《IEEE ISPSD論文集》，P.300，1992年)報(bào)告。
溝槽UMOS器件構(gòu)造的用途已通過模擬而演示，但制造這些構(gòu)造來獲得性能優(yōu)點(diǎn)的試驗(yàn)極復(fù)雜，而且不是自準(zhǔn)直的。
本發(fā)明考慮一種形成自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET的方法，該方法包括通過利用注入處于多能級(jí)的溝槽摻雜物來使溝道體摻雜區(qū)及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)、用于沉積門絕緣層的區(qū)和相對(duì)于溝槽側(cè)壁的場(chǎng)層臺(tái)階的深度得到自準(zhǔn)直而產(chǎn)生該門。
本發(fā)明還考慮一種自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET，該器件包括一個(gè)在溝槽中的門，該門有一其上沉積了門絕緣層的區(qū)域和一相對(duì)于溝槽側(cè)壁的場(chǎng)層臺(tái)階的深度，該兩者是通過注入一種處于多能級(jí)的溝道摻雜物而隨著溝道體摻雜區(qū)和體漂移區(qū)結(jié)的準(zhǔn)直和形成而得到自準(zhǔn)直的。


圖1～4是在按照本發(fā)明方法制造一種自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件期間各階段中的構(gòu)造的示意圖。
圖5例示一種利用圖4的自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件的自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET的示意圖。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1、2、3、4來詳細(xì)描述本發(fā)明的方法，這些圖涉及在制造UMOS型器件10的溝槽側(cè)壁期間各階段的構(gòu)造示意圖。門氧化物層50和厚氧化物層30為用二氧化硅制成的絕緣層，也稱為“氧化物”。但是，也可以使用具有低介電常數(shù)的任何絕緣電介質(zhì)。
通常，本發(fā)明的方法采用一種UMOS器件的一部分溝槽側(cè)壁22、24的選擇氧化，而且也包括形成溝道注入物的P溝道體摻雜區(qū)55a、55b和55c對(duì)門35a或35b的選擇氧化幾何尺寸的自準(zhǔn)直。在優(yōu)選實(shí)施例中，一種多能量大角度傾斜注入(LATid)技術(shù)用于在溝槽側(cè)壁22、24上注入和破壞一部分介電掩模(氮化硅層40和厚氧化物層30)，也通過破壞的掩模注入一種P溝道的摻雜物來形成用于溝道形成的P溝道體摻雜區(qū)55a、55b或55c。形成的構(gòu)造為自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件10，其中P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c自準(zhǔn)直于溝槽20a的門氧化物/場(chǎng)氧化物場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′和溝槽20b的門氧化物/場(chǎng)氧化物場(chǎng)層臺(tái)階52b、52b′。薄的門氧化物層50分別由溝槽20a和20b中的多晶硅區(qū)60a和60b進(jìn)行場(chǎng)鍍，從而在體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc處形成一個(gè)小電場(chǎng)。一種較厚的場(chǎng)氧化物(厚氧化物層30)用于溝槽的其余部分來改進(jìn)“對(duì)”電阻品質(zhì)因數(shù)特有的電壓處理。一種硼的多能大角度傾斜注入(LATid)工藝和硅的選擇局部氧化(LOCOS)用于形成該自準(zhǔn)直的溝道體摻雜區(qū)及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)、門氧化物層50、溝槽20a的場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′和溝槽20b的場(chǎng)層臺(tái)階52b、52b′。
如圖1中所示，提供一個(gè)襯底12如(沒有限制的)半導(dǎo)體或硅襯底。對(duì)襯底12進(jìn)行蝕刻而形成每個(gè)約深4微米的溝槽20a、20b和襯底臺(tái)面14a、14b、14c。然后，在包括每個(gè)溝槽20a、20b的側(cè)壁22、24和底面26與襯底臺(tái)面14a、14b、14c的已蝕刻的襯底12上生長(zhǎng)和/或沉積一個(gè)厚熱氧化物(絕緣)層30。其后，在厚氧化物層30上符合一致地沉積一個(gè)后繼的氮化硅層40，從而形成一個(gè)如圖1中所示的蝕刻成分層溝槽的構(gòu)造10。氮化硅層40和厚氧化物層30是在硅的局部氧化(LOCOS)工藝中使用的掩模層。
在示范的實(shí)施例中，厚氧化物層30約為1200埃(1200)。
同時(shí)參照?qǐng)D2，蝕刻成分層溝槽的構(gòu)造10的頂部氮化硅層40利用多能大角度傾斜注入(LATid)技術(shù)注入硼(B)，形成的組織今后有時(shí)稱為“自準(zhǔn)直的構(gòu)造10。用平行的箭頭11B和平行的箭頭11B′表示的硼(B)的注入是以傾斜角α注入的，該α角用箭頭1或箭頭2相對(duì)于襯底12表面的用箭頭N表示的法線表示的。
如將從以下描述看到的，硼(B)在多能級(jí)的LATid注入使P溝道體摻雜區(qū)55a、55b或55c及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb或Jc與用于沉積門氧化物層的區(qū)域45a、45b或45c和相對(duì)于溝槽20a或20b的側(cè)壁22或24的場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′或52b、52b′的深度同時(shí)或順序地得到自準(zhǔn)直。
硼(B)的LATid注入破壞氮化硅層40的那些用硅注入并由此使得用于沉積門氧化物層50的區(qū)域45a、45b、45c分別與P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c自準(zhǔn)直。換言之，硼的LATid注入削弱了氮化硅層40并使受破壞區(qū)的蝕刻速率在一濕的化學(xué)蝕刻劑中提高。濕化學(xué)蝕刻劑的使用在下面相對(duì)于圖3詳細(xì)描述。硼的LATid注入產(chǎn)生于襯底臺(tái)面14a、14b、14c的頂面上。其次，傾斜角α允許硼沿側(cè)壁22和24在溝槽20a和20b中注入一預(yù)定的深度D。如圖所示，箭頭11B中的箭頭5基本上與由溝槽20a的溝槽側(cè)壁22和臺(tái)面14a的結(jié)合部所限定的角部18a(圖1)相切，并沿溝槽20a的側(cè)壁24近似地在溝槽20a的深度D處與氮化硅層40相交且穿過該層40。同樣，箭頭11B′中的箭頭5′基本上與由溝槽20b的溝槽側(cè)壁24和臺(tái)面14c的結(jié)合部所取定的角度18c(圖1)相切，并沿溝槽20b的側(cè)壁22近似地在溝槽20b的深度D處與氮化硅層40相交且穿過該層40。
由平行的箭頭11B和平行的箭頭11B′表示的硼(B)的LATid注入是通過溝槽20A的側(cè)壁24、溝槽20b的側(cè)壁22、襯底臺(tái)面14b的角部18b和18b′以及襯底臺(tái)面14b的頂部而注入的。但是，硼(B)的LATid注入也分別沿溝槽20a的側(cè)壁22、溝槽20b的側(cè)壁24、襯底臺(tái)面14a的角部18a、襯底臺(tái)面14c的角部18c以及襯底臺(tái)面14a和14c的表面而注入。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過使晶片相對(duì)于表面法線連續(xù)地自旋或轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得完全360度的三維的注入覆蓋可以在溝槽20a和20b的側(cè)壁22和24上同時(shí)進(jìn)行注入。當(dāng)晶片轉(zhuǎn)動(dòng)180度時(shí)，注入從臺(tái)面14b的右側(cè)轉(zhuǎn)換到臺(tái)面14b的左側(cè)?；蛘呤牵绻荒芟鄬?duì)于表面法線連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)，那么能夠利用四分之一圓的或八分之一圓的注入停止來實(shí)現(xiàn)360度中的注入。這樣一種替換可以使注入轉(zhuǎn)動(dòng)從連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)分立為選擇的沿角度步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
硼的LATid注入是在多能級(jí)上進(jìn)行的。一個(gè)能級(jí)被最優(yōu)化而破壞氮化硅層40。在示范的實(shí)施例中，對(duì)于硼的注入，使用一個(gè)10～50ekv范圍內(nèi)的能級(jí)來破壞氮化硅層40。其它能級(jí)用于形成一個(gè)垂直晶體管(MOSFET)的溝道體摻雜區(qū)。硼的高能LATid注入是通過氮化硅層40和熱氧化物層30而完成的，將一種P溝道摻雜物(能量在150～200ekv范圍內(nèi))沉積到用于形成溝道的襯底臺(tái)面14a、14b和14c中。通過硼的LATid注入的摻雜分別在襯底臺(tái)面14a、14b和14c的頂部給出一個(gè)連續(xù)的P溝道體摻雜(P基)區(qū)55a、55b和55c。而且，此種P基區(qū)55a、55b和55c的摻雜在其相應(yīng)的襯底臺(tái)面14a、14b和14c的中心是最高的。硼的處于多能級(jí)的LATid注入可同時(shí)開始，使得當(dāng)?shù)鑼?0受到破壞時(shí)同時(shí)注入P溝道摻雜物。另一方面，用于注入P溝道摻雜物的能級(jí)注入和用于破壞氮化硅層40的能級(jí)注入也可以順序進(jìn)行。但是，采用后一種方法，在順序的注入之間不必從LATid注入系統(tǒng)中取走晶片。由此，保持了同樣的傾斜角，而自準(zhǔn)直的完整性也不會(huì)受損。
因?yàn)橛糜诔练eP溝道摻雜物的硼的高能LATid注入和用于破壞掩模的氮化硅層40的硼的LATid注入對(duì)于溝槽20a和20b與襯底臺(tái)面14a、14b和14c兩者是以同一傾斜角α進(jìn)行的，所以P溝道體滲雜區(qū)55a、55b、55c及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc，如圖3中最清楚地看到的用于沉積門氧化物層50的區(qū)45a、45b、45c，以及溝槽20a和20b的場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′或52b、52b′的深度D，都是自準(zhǔn)直的。
雖然，這里的描述是用硼來注入一種P溝道摻雜物，但也可以用其它物質(zhì)來替代，例如(沒有限制地)用氬而并不損失結(jié)構(gòu)性優(yōu)點(diǎn)。更重要的是，該溝道摻雜物不限于P型摻雜物。相反，也可以使用N型摻雜物。
如圖3中所示，在硼的多能量LATid注入后，可以利用濕蝕刻來從自準(zhǔn)直的構(gòu)造10′中除去氮化硅層40的受破壞區(qū)和在其下面并置的氧化物層30的那部分，以暴露該自準(zhǔn)直區(qū)45a、45b、45c。換言之，在硼的LATid注入期間，氮化物層30沒有受到破壞的那些區(qū)域很少或沒有發(fā)生蝕刻。形成的濕蝕刻構(gòu)造10″示于圖3中，構(gòu)造10″例示在除去受破壞的氮化硅層30和厚氧化物層40(掩模層)之后而在選擇氧化生長(zhǎng)以形成門氧化物層55之前所形成的構(gòu)造。
所形成的濕蝕刻構(gòu)造10″是兩個(gè)濕蝕刻工藝的結(jié)果。第一，在硼(B)的多能量LATid注入后(圖2)，自準(zhǔn)直的構(gòu)造10′在磷酸H3PO4中濕蝕刻，使氮化硅層40的受破壞區(qū)被除去，而未受破壞區(qū)稍許變薄。第二，在除去受破壞的氮化硅層(40)后，在稀氫氟酸(HF)溶液中濕蝕刻并除去暴露的厚氧化物層30。結(jié)果，用于沉積門氧化物層50的自準(zhǔn)直區(qū)被暴露。如圖所示，襯底臺(tái)面14a、14b、14c上的和沿溝槽20a、20b的側(cè)壁22、24到深度D的氮化硅層40和厚氧化物層30被除去，產(chǎn)生形成的濕蝕刻的構(gòu)造10″。
如圖4中所示，沿溝槽20a和20b的側(cè)壁22和24的氮化物/氧化物層圖形用作后繼的LOCOS氧化掩模來形成門氧化物層。如能夠容易地看到的，每個(gè)襯底臺(tái)面14a、14b、14c中的頂部畫點(diǎn)區(qū)分別是P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c，它們是穿過受破壞的掩模(氮化物/氧化物層40和30)進(jìn)入襯底臺(tái)面14a、14b、14c和溝槽20a、20b的側(cè)壁22、24的硼的多能量LATid的結(jié)果。氮化硅層40的受破壞區(qū)基本上對(duì)應(yīng)于溝槽側(cè)壁22、24和并置于P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c的襯底臺(tái)面14a、14b、14c的表面部分，這兩個(gè)表面部分都由于硼的多能量LATid而形成。因此，氧化物/氮化物掩模(氮化物/氧化物層40和30)相對(duì)于與P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c并置的側(cè)壁22、24的暴露部分的臺(tái)階成為場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′和52b、52b′的凸緣的基礎(chǔ)(如下面圖4中所述)，并自動(dòng)地自準(zhǔn)直于注入的P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc和區(qū)45a、45b、45c。
如圖4中所示，在上面關(guān)于圖3所述的濕蝕刻工藝期間，在已除去氮化硅層40和厚氧化物層30的襯底臺(tái)面14a、14b、14c上和沿溝槽20a、20b的側(cè)壁22、24到深度D(區(qū)45a、45b、45c)形成二氧化硅門電介質(zhì)的熱生長(zhǎng)，從而產(chǎn)生門氧化物層50。換言之，在與P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c并置的表面上生成門氧化物層50，這些表面包括襯底臺(tái)面14a、14b、14c的頂部和溝槽20a、20b的側(cè)壁22、24從上部到深度D的部分。
其后，用濕蝕刻工藝從溝槽20a和20b除去氮化硅層40的剩余區(qū)，這完成了門層和場(chǎng)層的氧化物處理。該形成的氧化物包括厚度為T1的厚氧化物層30，該層為場(chǎng)氧化物層并為深度D以下的溝槽的底部加襯里。其次，該形成的氧化物包括厚度為T2而與P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c的表面并置的門氧化物層50。厚度T1大于厚度T2。由此，產(chǎn)生了溝槽20a的門氧化物/場(chǎng)氧化物場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′和溝槽20b的門氧化物/場(chǎng)氧化物層臺(tái)階52b、52b′，這些臺(tái)階基本上與體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc準(zhǔn)直。
然后，分別在溝槽20a、20b中符合一致地沉積多晶硅門電介質(zhì)并做成平面，從而產(chǎn)生多晶硅區(qū)60a和60b，這完成了門35a、35b和自準(zhǔn)準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件10的形成。
通常，該二氧化硅門電介質(zhì)的生長(zhǎng)將由于氧化期間實(shí)現(xiàn)的硼(B)的消耗而縮回?fù)诫s中進(jìn)一步朝向表面的尖頭11B和11B′。最高的P溝道摻雜是在每個(gè)襯底臺(tái)面14a、14b、14c的中心內(nèi)，造成每個(gè)襯底臺(tái)面14a、14b、14c的中心內(nèi)的雪崩擊穿，而不是溝槽20a、20b的溝槽角部，這是一種理想的效果。而且，因?yàn)樽罡叩腜溝道摻雜是在每個(gè)襯底臺(tái)面14a、14b、14c的中心內(nèi)，所以在這樣的中心內(nèi)將產(chǎn)生最高的垂直電場(chǎng)。因此，高壓雪崩擊穿將在襯底臺(tái)面14a、14b、14c的中心內(nèi)開始而不是在溝槽角部處，這提高了堅(jiān)固性。
其次，該自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件10的最終構(gòu)造能用在一個(gè)其中門氧化物生長(zhǎng)和多晶硅沉積形成該門的MOSFET中。沿溝槽20a和20b的側(cè)壁22、24，選擇氧化給出兩個(gè)氧化物厚度T1和T2。門氧化物厚度T2對(duì)于溝道性能是最優(yōu)化的，而另一氧化物厚度T1對(duì)電壓處理是最優(yōu)化的。在示范的實(shí)施例中，厚度T2取決于最大電壓，但一個(gè)用于選擇厚度T1的良好范圍等于600～2000(厚的場(chǎng)氧化物)，而T2等于100～600(薄的門氧化物)。P溝道摻雜對(duì)場(chǎng)層臺(tái)階是自準(zhǔn)直的，以改善溝道跨電導(dǎo)。該溝道MOSFET對(duì)于溝道20a的門氧化物/場(chǎng)氧化物場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′或溝道20b的門氧化物/場(chǎng)氧化物場(chǎng)層臺(tái)階52b、52b′是自準(zhǔn)直的。薄的門氧化物層50是分別通過溝槽20a和20b中的多晶硅區(qū)60a和60b來場(chǎng)鍍的，從而在體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc處形成一個(gè)小電場(chǎng)。較厚的場(chǎng)氧化物(厚氧化物層30)產(chǎn)生一個(gè)給溝槽的底部作襯里的場(chǎng)層，以改善“對(duì)”電阻品質(zhì)因素特有的電壓處理。
總起來說，已在其上沉積了門絕緣層50的區(qū)45a、45b、45c與場(chǎng)層臺(tái)階52a、52a′和52b、52b′的深度D是由于P溝道摻雜物在多能級(jí)的注入而隨著溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c和體漂移區(qū)結(jié)Ja、Jb、Jc的準(zhǔn)直和形成而一起自準(zhǔn)直的，不管是同時(shí)還是順序地準(zhǔn)直。
應(yīng)當(dāng)注意，預(yù)期采用矩形溝道的幾何形狀，但本發(fā)明的方法不限于特定的溝道幾何形狀。沿第三維坐標(biāo)，當(dāng)從襯底12的表面觀察時(shí)，溝道20a和20b可以是正方形、圓形、六邊形、條形等。
此外，自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件10是一種自準(zhǔn)直的雙氧化物器件，該器件能夠與均勻的或不均勻的(沿垂直方向)臺(tái)面摻雜方案一起使用。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，一種利用圖4的自準(zhǔn)直的溝槽門UMOS器件10的自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET100的示意圖。UMOSFET100還包括一個(gè)通過涂敷金屬而連接在(變薄的)襯底12上的漏極102。源104為N型源(75As)，該源包括多個(gè)摻雜在P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c的表面中的N+摻雜的島狀物104a、104a′、104b、104b′、104c、104c′。用于該源的掩模在襯底臺(tái)面14a、14b、14c的中心處在掩模中有一孔，因此P溝道體摻雜區(qū)55a、55b、55c能對(duì)源104短路。介電島狀物106a和106b用一接觸掩模沉積和制造圖形，以便分別在門多晶硅區(qū)60a和60b與源擴(kuò)散/金屬化層108之間造成隔離.介電島狀物106a和106b通常為SiO2，每個(gè)厚2000～5000。最后，源擴(kuò)散/金屬化層108的厚度＞1微米并沉積在接觸介電島狀物106a、106b和硅臺(tái)面的表面上，對(duì)多個(gè)N+摻雜的島狀物104a、104a′、104b、104b′、104c、104c′提供源接觸和對(duì)P溝道體接觸區(qū)55a、55b、55c提供接觸。
本發(fā)明不限于形成N溝道晶體管或MOSFET，通過適當(dāng)?shù)剡x擇注入物種也可以制造P溝道晶體管或MOSFET及其它器件。
該技術(shù)的專業(yè)人員從以上描述將會(huì)清楚本發(fā)明的其它實(shí)施例和各種各樣修改方案。因此，只能將這種描述看作為例示和用于向該技術(shù)的專業(yè)人員說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方案。可以變化該構(gòu)造的細(xì)節(jié)而基本上不偏離本發(fā)明的精神，并保留落在所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的各種修改的專有使用權(quán)。
權(quán)利要求
1.一種形成自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET的方法，包括以下步驟在襯底(12)中刻蝕一個(gè)具有側(cè)壁(22，24)和底面(26)的溝槽(20a，20b)；在溝槽(20a，20b)中產(chǎn)生一個(gè)門(35a，35b)，辦法是通過注入多能級(jí)的溝道摻雜物而使一個(gè)具有相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)(Ja、Jb、Jc)的溝道體摻雜區(qū)(55a、55b、55c)、一個(gè)用于沉積門絕緣層(50)的區(qū)(45a、45b、45c)和一個(gè)在溝槽側(cè)壁上的場(chǎng)絕緣層臺(tái)階(52a，52a′、52b，52b′)的深度得到自準(zhǔn)直；以及形成一個(gè)源(104)和一個(gè)漏極(102)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在溝槽(20a，20b)中和襯底(12)上沉積一個(gè)掩模(30，40)的步驟，該掩模包括一個(gè)有一第一厚度的絕緣層(30)，其中該自準(zhǔn)直步驟包括下列步驟通過在鄰近溝槽(20a，20b)的側(cè)壁(22，24)的襯底臺(tái)面(14a，14b，14c)中的掩模而注入處于第一能級(jí)的溝道摻雜，以產(chǎn)生其中帶有體漂移區(qū)結(jié)(Ja，Jb，Jc)的溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)；以及注入處于第二能級(jí)的溝道摻雜，以便沿體漂移區(qū)結(jié)破壞掩模(30，40)的一部分，其中該掩模的受破壞部分界定用于沉積門絕緣層(50)和場(chǎng)絕緣層臺(tái)階(52a，52a′，52b，52b′)的深度的區(qū)(45a，45b，45c)。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以第一能級(jí)的注入步驟和以第二能級(jí)的注入步驟在同一角度處同時(shí)產(chǎn)生。
4.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，處于第一能級(jí)的注入步驟和處于第二能級(jí)的注入步驟在同一角度處順序產(chǎn)生。
5.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，溝道摻雜在襯底臺(tái)面(14a，14b，14c)的中心內(nèi)是最高的。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，溝道體區(qū)(55a，55b，55c)是用P溝道摻雜物摻雜的。
7.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，這些注入步驟是用一種多能大角度傾斜注入技術(shù)完成的。
8.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括下列步驟除去掩模的受破壞部分，從而暴露界定用于沉積門絕緣層(50)的區(qū)(45a，45b，45c)的溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)的周邊表面而同時(shí)以側(cè)壁(22，24)上的深度處產(chǎn)生場(chǎng)層臺(tái)階(52a，52a′，52b，52b′)，該周邊表面基本上與體漂移區(qū)結(jié)(Ja，Jb，Jc)自準(zhǔn)直；在溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)的暴露的周邊表面上從側(cè)壁(22，24)上的場(chǎng)層臺(tái)階(52a，52a′，52b，52b′)起形成具有第二厚度的門絕緣層(50)，其中第二厚度是相對(duì)溝道性能最優(yōu)化的，而第一厚度是相對(duì)電壓處理最優(yōu)化的；以及在溝槽內(nèi)形成一個(gè)多晶硅區(qū)(60a，60b)，該區(qū)面接門絕緣層(50)和絕緣層(30)。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，形成門絕緣層(50)的步驟包括一個(gè)硅的局部氧化工藝過程。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該除去步驟包括在磷酸中濕蝕刻掩模(30，40)的受破壞部分以除去氮化硅層，由此暴露厚絕緣層(30)。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該除去步驟還包括在稀釋的氫氟酸溶液中濕蝕刻該暴露的厚絕緣層(30)以除去該暴露的厚絕緣層的步驟。
12.按照權(quán)利要求11所述的步驟，其特征在于該掩模還包括一個(gè)沉積在厚絕緣層(30)上的氮化硅層(40)；以及在形成門絕緣層(50)后，該除去步驟包括除去氮化硅層(40)的其余部分。
13.一種自準(zhǔn)直的雙氧化物UMOSFET器件，包括一個(gè)在襯底(12)中形成的具有側(cè)壁(22，24)和底面(26)的溝槽(20a，20b)；一個(gè)在襯底臺(tái)面(14a，14b，14c)中形成的具有體漂移區(qū)結(jié)(Ja，Jb，Jc)的溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)；一個(gè)在溝槽(20a，20b)中的門(35a，35b)，該門有一其上沉積了門絕緣層的區(qū)域和一相應(yīng)于溝槽側(cè)壁的場(chǎng)層臺(tái)階(52a，52a′，52b，52b′)的深度，該兩者是通過注入一種處于多能級(jí)的溝道摻雜物而隨著溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)和體漂移區(qū)結(jié)(Ja，Jb，Jc)的準(zhǔn)直和形成而得到自準(zhǔn)直的；一個(gè)聯(lián)接在溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)上的源(104)；以及一個(gè)聯(lián)接在襯底上的漏極(102)。
14.按照權(quán)利要求13所述的器件，其特征在于，溝道摻雜物以多能級(jí)的注入以同一角度同時(shí)產(chǎn)生。
15.按照權(quán)利要求13所述的器件，其特征在于，溝道摻雜物以多能級(jí)的注入在同一角度處順序產(chǎn)生。
16.按照權(quán)利要求13所述的器件，其特征在于還包括一個(gè)作為側(cè)壁(22，24)和底面(26)的基底襯里的有一凸緣的場(chǎng)氧化物層(30)，該凸緣形成基本上與體漂移區(qū)結(jié)(Ja，Jb，Jc)準(zhǔn)直的場(chǎng)層臺(tái)階(52a，52a′，52b，52b′)；以及一個(gè)沉積在溝槽(20a，20b)中并面接場(chǎng)氧化物層(30)和門氧化物層(50)的多晶硅區(qū)(60a，60b)。
17.按照權(quán)利要求16的器件，其特征在于該門氧化物層沿側(cè)壁(22，24)的上部向下到凸緣和沿襯底臺(tái)面(14a，14b，14c)而與溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)并置；以及場(chǎng)氧化物層(30)具有第一厚度而門氧化物層(50)具有比第一厚度薄的第二厚度。
18.按照權(quán)利要求17所述的器件，其特征在于，該第二厚度相對(duì)于溝道性能最優(yōu)化，而該第一厚度相對(duì)于電壓處理最優(yōu)化。
19.按照權(quán)利要求13所述的器件，其特征在于，溝道體摻雜區(qū)(55a，55b，55c)是用P溝道摻雜物形成的。
20.按照權(quán)利要求19所述的器件，其特征在于，P溝道摻雜物在襯底臺(tái)面(14a，14b，14c)的中心內(nèi)是最高的。
全文摘要
一種UMOSFET器件和一種利用多能量大角度傾斜注入(LATid)技術(shù)來制造該器件的方法，該器件包括一個(gè)在溝槽中的使溝道體摻雜區(qū)及其相應(yīng)的體漂移區(qū)結(jié)、用于沉積門絕緣層的區(qū)和相對(duì)于溝槽側(cè)壁的場(chǎng)層臺(tái)階的凸緣深度得到自準(zhǔn)直的門。該LATid技術(shù)的能級(jí)之一是最優(yōu)化的，以破壞LOCOS掩模的頂部氮化硅層。該LATid技術(shù)的其它能級(jí)用于在鄰近溝槽的襯底臺(tái)面中形成溝道體區(qū)。利用用于注入處于多能級(jí)的溝道摻雜物的同一傾斜角來產(chǎn)生注入。
文檔編號(hào)H01L21/265GK1561547SQ02819341
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月1日
發(fā)明者T·J·萊塔維 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司