專利名稱：溝槽式場效應(yīng)管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場效應(yīng)晶體管，具體涉及一種垂直結(jié)構(gòu)的溝槽式場效應(yīng)管，屬于
半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功率溝槽式MOS場效應(yīng)管作為一種在平面式MOS場效應(yīng)管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型 大功率M0S場效應(yīng)管，消除了平面式MOS場效應(yīng)管的寄生JFET效應(yīng)，具有導(dǎo)通電阻減小、飽 和壓降低、開關(guān)速度快、溝道密度高、芯片尺寸小等特點，是中低壓大功率MOS場效應(yīng)管發(fā) 展的主流。 圖la為普通溝槽式場效應(yīng)管100剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖la所示，溝槽式場效應(yīng) 管100在N+硅襯底110上生長一層N-外延層120，電子由N+源摻雜區(qū)104流經(jīng)溝道105后 改為垂直方向由襯底110流出。因此，漏電極103由硅片底面的金屬層109c引出，硅片表 面只有金屬層109b引出的源電極102和金屬層109a引出的柵電極101，有利于提高集成 度，其中，多晶硅柵107位于襯底硅表面的溝槽中，且溝槽多晶硅柵107被源摻雜區(qū)104和 溝道區(qū)105包圍，多晶硅柵107與源摻雜區(qū)104、溝道區(qū)105及外延層120之間有一柵氧化 層108，用于將多晶硅柵107和有源區(qū)隔開。 圖lb為溝槽式場效應(yīng)管100單元結(jié)構(gòu)內(nèi)的寄生元件示意圖，圖lc為溝槽式場效 應(yīng)管IOO帶有寄生元件的等效電路圖，如lb及圖lc所示，漏極和源極短接時的輸入電容 Ciss = Cgs+Cgd，柵極和源極短接時的輸出電容Coss = Cds+Cgd，而柵極和源極短接時的反 向傳輸電容Crss = Cgd，隨著夠倒數(shù)的增加，單位面積柵電荷Qg增加，柵漏電容Cgd增大， 從而增大了開關(guān)功耗，使得開關(guān)速度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種溝槽式場效應(yīng)管，有效降低晶體管的 柵_漏電容，從而降低開關(guān)過程中的動態(tài)損耗，提高器件性能。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo) 體襯底以及覆蓋其上表面的第一導(dǎo)電類型的外延層，位于外延層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源摻 雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型的溝道區(qū)，被源摻雜區(qū)和溝道區(qū)包圍的溝槽多晶硅柵，分別用于將溝 槽多晶硅柵和有源區(qū)、體區(qū)隔開的側(cè)間隙壁和柵氧化層，用于連接外電極的源/漏/柵電 極，以及位于柵氧化層和溝槽多晶硅之間的絕緣層，其中，該絕緣層與柵氧化層和溝槽多晶 硅柵均相鄰接觸。 本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管中，側(cè)間隙壁(Spacer)為氮化硅或正硅酸乙 酯(TEOS)熱分解淀積的無定形二氧化硅。該溝槽式場效應(yīng)管中，柵氧化層的厚度為 500A 1200人,絕緣層的厚度D ^柵氧化層的厚度。該結(jié)構(gòu)中，絕緣層為二氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅、含碳硅氧化物中的一種或任意幾種組成的混合物，通過熱氧化或化學(xué)氣相淀 積方法沉積。
本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管中，半導(dǎo)體襯底的摻雜濃度大于外延層的摻雜濃 度，此外，源摻雜區(qū)為重?fù)诫s區(qū)域，其摻雜濃度約為1E21cm—3，遠(yuǎn)大于外延層的摻雜濃度；溝 道區(qū)為輕摻雜區(qū)域，其摻雜濃度約為1E17cm—3。 作為較佳技術(shù)方案，第一半導(dǎo)體類型為N型，第二半導(dǎo)體類型為P型。
作為可選技術(shù)方案，第一半導(dǎo)體類型為P型，第二半導(dǎo)體類型為N型。 本發(fā)明還提供了一種上述溝槽式場效應(yīng)管的制備方法，用以降低晶體管的柵-漏
電容，從而降低開關(guān)過程中的動態(tài)損耗，提高器件性能，其步驟包括 (1)提供第一半導(dǎo)體類型的半導(dǎo)體襯底，并在半導(dǎo)體襯底表面生長第一半導(dǎo)體類 型的外延層； (2)在外延層表面依次淀積二氧化硅及氮化硅層，并以此作掩膜在外延層表面刻 蝕形成溝槽； (3)依次沉積二氧化硅和氮化硅，并刻蝕在溝槽側(cè)壁形成側(cè)間隙壁；
(4)在溝槽底部沉積一絕緣層； (5)去除外延層表面的氮化硅和二氧化硅，熱氧化生長柵氧化層并在溝槽內(nèi)沉積
多晶硅柵，依次摻雜形成第二半導(dǎo)體類型的溝道區(qū)和第一 半導(dǎo)體類型的源摻雜區(qū)，并完成源、漏電極的制備。 本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法中，溝槽的刻蝕采用硬掩膜刻蝕或硅回蝕 方法實現(xiàn)，且其刻蝕深度大于源摻雜區(qū)以及溝道區(qū)的深度；側(cè)間隙壁(Spacer)為氮化硅或 正硅酸乙酯(TE0S)熱分解淀積的無定形二氧化硅，柵氧化層采用熱氧化方法生長，其厚度 為500人 1200人。該方法中，外延層表面作為掩膜的氮化硅和二氧化硅采用濕法腐蝕或干
法刻蝕方法去除。 本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法中，絕緣層的沉積采用熱氧化生長或化學(xué) 氣相淀積(CVD)方法，所沉積絕緣層的厚度D^柵氧化層的厚度，在常規(guī)制備工藝中，所沉
積絕緣層的厚度D通常不小于2000 A。作為優(yōu)選技術(shù)方案，該絕緣層為單層，其介質(zhì)材料
為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳氮氧化硅中任意一種；作為可選技術(shù)方案，該絕緣層為 多層，其介質(zhì)材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳氮氧化硅中任意幾種的組合。
本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法中，溝道區(qū)為輕摻雜區(qū)域，其摻雜方式為 擴(kuò)散或低能離子注入，并經(jīng)高溫推進(jìn)形成，而源摻雜區(qū)為重?fù)诫s區(qū)域，其摻雜方式為高濃度 離子注入，且溝道區(qū)環(huán)繞包圍整個源摻雜區(qū)域。 本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法中，多晶硅柵的淀積、溝道區(qū)和源區(qū)的摻 雜以及源、漏電極的制備均采用標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)，其制備方法與普通溝槽式場效 應(yīng)管一致。在該制備方法中，半導(dǎo)體襯底的摻雜濃度大于外延層的摻雜濃度，此外，源摻雜 區(qū)為重?fù)诫s區(qū)域，其摻雜濃度約為1E21cm—3，大于半導(dǎo)體襯底的摻雜濃度，遠(yuǎn)大于外延層的 摻雜濃度；而溝道區(qū)為輕摻雜區(qū)域，其摻雜濃度約為1E17cm—3。作為可選技術(shù)方案，第一半 導(dǎo)體類型為N型，第二半導(dǎo)體類型為P型；作為另一可選技術(shù)方案，第一半導(dǎo)體類型為P型， 第二半導(dǎo)體類型為N型。 本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過在溝槽底部的柵氧化層與溝槽多晶硅柵之間引入一厚 度較厚的絕緣層，增加了多晶硅柵和外延層以及作為漏區(qū)的襯底層之間的相對距離，即相 當(dāng)于增加了柵-漏電容兩極板間的距離，從而在不改變多晶硅柵面積、不增大器件導(dǎo)通電阻的前提下，減小了溝槽式場效應(yīng)管的柵-漏電容，大大縮短了溝槽式場效應(yīng)管在開關(guān)過 程中對柵_漏電容的充放電時間，提高了溝槽式場效應(yīng)管的開關(guān)速度，降低其動態(tài)損耗，使 器件性能有了很大提高。此外，本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法均采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體 工藝完成，工藝步驟簡單，相比于普通制備方法，在降低柵-漏電容、提高開關(guān)速度的同時， 也有效改善了溝槽側(cè)壁的粗糙度。


圖la為普通溝槽式場效應(yīng)管剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖lb為普通溝槽式場效應(yīng)管單元結(jié)構(gòu)內(nèi)寄生元件示意圖；
圖lc為溝槽式場效應(yīng)管帶有寄生元件的等效電路圖；
圖2為本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法流程圖； 圖4a 圖4g為本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法工藝步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)描述。
圖2為本發(fā)明提供的溝槽式場效應(yīng)管剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖2所示，溝槽式場效應(yīng)管200包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底210以及覆蓋 其上表面的第一導(dǎo)電類型的外延層220，位于外延層210內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源摻雜區(qū)201 和第二導(dǎo)電類型的溝道區(qū)202，被源摻雜區(qū)201和溝道區(qū)202包圍的溝槽多晶硅柵204，分 別用于將溝槽多晶硅柵204和有源區(qū)、體區(qū)隔開的側(cè)間隙壁207和柵氧化層205，用于連接 外電極的源/漏/柵電極212/213/211，以及位于柵氧化層205和溝槽多晶硅204之間的絕 緣層203，其中，該絕緣層203與柵氧化層205和溝槽多晶硅柵204均相鄰接觸。
在本具體實施方式
中，溝槽式場效應(yīng)管200的溝槽多晶硅柵204的寬度W 為0. 2 ii m 0. 7 ii m，厚度DG為0. 8 ii m 1. 3 ii m，且其側(cè)壁覆蓋有 一 層側(cè)間隙壁 (Spacer) 207，該側(cè)間隙壁(Spacer) 207為氮化硅或由正硅酸乙酯(TEOS)熱分解淀積的無 定形二氧化硅，用以將溝槽多晶硅柵204和源摻雜區(qū)201以及溝道區(qū)202隔開。在該溝槽 式場效應(yīng)管200中，柵氧化層205的厚度為500A 1200 A，絕緣層203的厚度D ^柵氧化 層205的的厚度，作為優(yōu)選實施參數(shù)，通常選擇絕緣層203的厚度D^2000 A。該結(jié)構(gòu)中， 絕緣層203為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳硅氧化物中的一種或任意幾種組成的混合 物，通過熱氧化或化學(xué)氣相淀積(CVD)方法沉積。 在本具體實施方式
中，溝槽式場效應(yīng)管200所選用的半導(dǎo)體襯底210的摻雜濃度 大于外延層220的摻雜濃度，此外，源摻雜區(qū)201為重?fù)诫s區(qū)域，其摻雜濃度約為1E21cm—3， 遠(yuǎn)大于外延層220的摻雜濃度；溝道區(qū)202為輕摻雜區(qū)域，其摻雜濃度約為1E17cm—3。
作為最佳實施例，第一半導(dǎo)體類型為N型，第二半導(dǎo)體類型為P型。即在N+摻雜 的半導(dǎo)體襯底210上外延一 N-摻雜的外延層220，在外延層220表面刻蝕形成溝槽，并在溝 槽側(cè)壁形成側(cè)間隙壁(Spacer) 207，在溝槽底部熱氧化或化學(xué)氣相淀積形成一厚度較厚的 絕緣層203，之后在溝槽底部熱氧化形成柵氧化層205，位于絕緣層203和外延層220之間，此后，在溝槽內(nèi)填充多晶硅形成溝槽多晶硅柵204在外延層220內(nèi)先后離子注入形成P-摻 雜的溝道區(qū)202和N++摻雜的源摻雜區(qū)201，并通過位于外延層220表面并覆蓋溝槽多晶硅 柵204的金屬層206a引出柵電極211，通過位于外延層220表面并覆蓋源摻雜區(qū)201的金 屬層206b引出源電極212，通過位于半導(dǎo)體襯底210地面的金屬層206c引出漏電極213， 該溝槽式場效應(yīng)管200為NMOS晶體管。 作為又一實施例，第一半導(dǎo)體類型為P型，第二半導(dǎo)體類型為N型。即在P+摻雜 的半導(dǎo)體襯底210上外延一 P-摻雜的外延層220，在外延層220表面刻蝕形成溝槽，并在溝 槽側(cè)壁形成側(cè)間隙壁(Spacer) 207，在溝槽底部熱氧化或化學(xué)氣相淀積形成一厚度較厚的 絕緣層203，之后在溝槽底部熱氧化形成柵氧化層205，位于絕緣層203和外延層220之間， 此后，在溝槽內(nèi)填充多晶硅形成溝槽多晶硅柵204在外延層220內(nèi)先后離子注入形成N-摻 雜的溝道區(qū)202和？++摻雜的源摻雜區(qū)201，并通過位于外延層220表面并覆蓋溝槽多晶硅 柵204的金屬層206a引出柵電極211，通過位于外延層220表面并覆蓋源摻雜區(qū)201的金 屬層206b引出源電極212，通過位于半導(dǎo)體襯底210地面的金屬層206c引出漏電極213， 該溝槽式場效應(yīng)管200為PMOS晶體管。 作為最佳實施例的參數(shù)選擇，溝槽式場效應(yīng)管200的多晶硅柵極203寬度W為
0. 4 ii m，厚度De為1 ii m，柵氧化層205的厚度為800人，絕緣層203為熱氧化生長的二氧
化硅，其厚度D為4000人，源摻雜區(qū)201摻雜濃度為1E21cm—3，溝道區(qū)202的摻雜濃度為
1E17cm—3，且溝道區(qū)202中間區(qū)域的摻雜濃度較高，邊緣區(qū)域的摻雜濃度較低。 本具體實施方式
還提供了一種溝槽式場效應(yīng)管的制備方法，用以降低晶體管的
柵_漏電容，從而降低開關(guān)過程中的動態(tài)損耗，提高器件性能。 圖3為本具體實施方式
提供的溝槽式場效應(yīng)管制備方法流程圖。 在本具體實施方式
中，溝槽式場效應(yīng)管200的制備方法包括以下步驟 步驟一，提供半導(dǎo)體襯底210，并在半導(dǎo)體襯底210表面生長一外延層220。 該步驟中，如圖4a所示，所涉及的半導(dǎo)體襯底210及外延層220均為第一半導(dǎo)體
類型摻雜，其中，外延層220位于半導(dǎo)體襯底210表面，半導(dǎo)體襯底210的摻雜濃度高于外
延層220的摻雜濃度。 步驟二，在外延層表面依次沉積二氧化硅及氮化硅層，并以此作掩膜在外延層表 面刻蝕形成溝槽230。 該步驟中，如圖4b所示，用作掩膜的二氧化硅及氮化硅層厚度較薄，溝槽230的刻 蝕采用硬掩膜刻蝕或硅回蝕方法實現(xiàn)，且其刻蝕深度大于所設(shè)計的源摻雜區(qū)201以及溝道 區(qū)202的深度。 步驟三，依次沉積二氧化硅和氮化硅，并刻蝕在溝槽230側(cè)壁形成側(cè)間隙壁207。
該步驟中，如圖4c所示，側(cè)間隙壁(Spacer) 207為氮化硅或正硅酸乙酯(TEOS)熱 分解淀積的無定形二氧化硅，用以將溝槽多晶硅204與有源區(qū)隔開。
步驟四，在溝槽230底部沉積一絕緣層203。 該步驟中，如圖4d所示，絕緣層203的沉積采用熱氧化生長或化學(xué)氣相淀積(CVD) 方法，其厚度D ^柵氧化層205的厚度，在常規(guī)制備過程中，絕緣層203的厚度D通常不小 于2000人。作為優(yōu)選技術(shù)方案，絕緣層203為單層，其介質(zhì)材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧 化硅、含碳氮氧化硅中任意一種；作為可選技術(shù)方案，絕緣層203為多層，其介質(zhì)材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳氮氧化硅中任意幾種的組合。 步驟五，并完成柵氧化層205以及溝槽多晶硅柵204、源摻雜區(qū)201、溝道區(qū)202和 引出電極的制備。 該步驟中，首先采用濕法腐蝕或干法刻蝕方法去除覆蓋在外延層220表面用作掩 膜的二氧化硅和氮化硅薄膜，并熱氧化在溝槽230底部形成柵氧化層205，柵氧化層205位 于溝槽底部絕緣層203和外延層220之間，其厚度為500人 1200人，如圖4e所示，在溝槽 230內(nèi)沉積多晶硅形成溝槽多晶硅柵204，并采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法對外延層220表 面進(jìn)行拋光，去除多余的多晶硅，該溝槽多晶硅柵204的寬度W為0. 2 ii m 0. 7 ii m，厚度De 為0. 8 ii m 1. 3 ii m。 該步驟中，溝道區(qū)202和源摻雜區(qū)201的摻雜均以多晶硅柵204和側(cè)間隙壁207 為掩膜進(jìn)行。其中，溝道區(qū)202為第二導(dǎo)電類型的輕摻雜區(qū)域，其摻雜濃度約為1E17cm—3， 且其邊緣位置的摻雜濃度略低于中間位置，其摻雜方式為擴(kuò)散或低能離子注入，并經(jīng)高溫 推進(jìn)形成，而源摻雜區(qū)201為第一導(dǎo)電類型的輕摻雜區(qū)域，其摻雜濃度約為1E21cm—3，大于 半導(dǎo)體襯底的摻雜濃度，遠(yuǎn)大于外延層的摻雜濃度，其摻雜方式為高濃度離子注入，如圖4f 所示，源摻雜區(qū)201和溝道區(qū)202均為層狀結(jié)構(gòu)，源摻雜區(qū)201位于外延層220表面，而溝 道區(qū)202位于源摻雜區(qū)201下方，并與之相鄰接觸。源摻雜區(qū)201和溝道區(qū)202的摻雜深 度均小于溝槽多晶硅柵204的厚度，并環(huán)繞包圍整個溝槽多晶硅柵204。
該步驟中，如圖4g所示，外延層220表面濺射形成金屬層206a，金屬層206a與溝 槽多晶硅柵204直接接觸并與源摻雜區(qū)201相隔離，用以引出溝槽式場效應(yīng)管200的柵電 極211 ;外延層220表面濺射形成金屬層206b，金屬層206b與源摻雜區(qū)201直接接觸并與 溝槽多晶硅柵204相隔離，用以引出溝槽式場效應(yīng)管200的源電極212 ;半導(dǎo)體襯底210地 面建設(shè)形成一金屬層206c，用以引出漏電極213。 作為最佳實施例，第一半導(dǎo)體類型為N型，第二半導(dǎo)體類型為P型，該溝槽式場效 應(yīng)管200為NM0S晶體管。 作為又一實施例，第一半導(dǎo)體類型為P型，第二半導(dǎo)體類型為N型，該溝槽式場效 應(yīng)管200為PM0S晶體管。 該具體實施方式
中，溝槽式場效應(yīng)管200的柵-漏電容主要由位于多晶硅柵204 和半導(dǎo)體襯底210以及外延層220之間的柵氧化層205和絕緣層203造成，在溝槽式場效 應(yīng)管200工作過程中，多晶硅柵204和第一半導(dǎo)體類型摻雜的外延層220分別充當(dāng)電容器 的兩金屬平板，而位于二者之間的柵氧化層205和絕緣層203則充當(dāng)位于兩金屬平板之間
的高介電常數(shù)介質(zhì)，根據(jù)電容量的計算公式C-^"，其中s為電容極板面積；d為極板間
距離；k為靜電力常量；e為極板間所填充介質(zhì)的介電常數(shù)。在柵氧化層205與多晶硅柵 204之間引入一厚度較厚的絕緣層203，即相當(dāng)于增大了電容極板多晶硅柵204和外延層 220之間的距離，從而在不減小多晶硅柵204面積的前提下，既保證了較小的導(dǎo)通電阻，又 減小了 MOS晶體管的柵-漏電容(米勒電容)，減少了 MOS晶體管開關(guān)過程中對反向傳輸電 容C^(即Cgd)的充放電時間，從而減小了MOS晶體管的上升和回落時間以及開關(guān)延時，大 大降低了其動態(tài)損耗，使器件性能得到更進(jìn)一步的提高。 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實施例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說明書中所述的具體實施例'
權(quán)利要求
一種溝槽式場效應(yīng)管，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；覆蓋所述半導(dǎo)體襯底上表面的第一導(dǎo)電類型的外延層；位于所述外延層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型源摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型溝道區(qū)；被所述源摻雜區(qū)和溝道區(qū)包圍的溝槽多晶硅柵；分別用于將所述溝槽多晶硅柵和有源區(qū)、體區(qū)隔開的側(cè)間隙壁和柵氧化層；位于所述外延層上表面的金屬源電極、柵電極以及位于所述半導(dǎo)體襯底下表面的金屬漏電極；其特征在于，所述溝槽式場效應(yīng)管還包括位于所述柵氧化層與所述溝槽多晶硅柵之間的絕緣層，所述絕緣層與所述柵氧化層和溝槽多晶硅柵均相鄰接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述絕緣層為二氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅、含碳硅化物中的 一種或任意幾種組成的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述絕緣層的厚度^所述柵 氧化層的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述側(cè)間隙壁為氮化硅或正 硅酸乙酯熱分解淀積的無定形二氧化硅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體類型為N型， 所述第二半導(dǎo)體類型為P型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體類型為P型， 所述第二半導(dǎo)體類型為N型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項所述的溝槽式場效應(yīng)管，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯 底的摻雜濃度大于所述外延層的摻雜濃度，所述源摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述半導(dǎo)體襯底 的摻雜濃度。
8. —種溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其步驟包括(1) 提供第一半導(dǎo)體類型的半導(dǎo)體襯底，并在所述半導(dǎo)體襯底表面生長第一半導(dǎo)體類 型的外延層；(2) 在所述外延層表面依次淀積二氧化硅及氮化硅層，并以此作掩膜在所述外延層表 面刻蝕形成溝槽；(3) 再次沉積二氧化硅和氮化硅，并刻蝕在所述溝槽側(cè)壁形成側(cè)間隙壁；(4) 在所述溝槽底部沉積一絕緣層；(5) 去除所述外延層表面的氮化硅和二氧化硅，熱氧化生長柵氧化層并在所述溝槽內(nèi) 沉積多晶硅柵，依次摻雜形成第二半導(dǎo)體類型的溝道區(qū)和第一半導(dǎo)體類型的源摻雜區(qū)，并 完成源、漏電極的制備。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述絕緣層的沉積 采用化學(xué)氣相淀積方法，且所述絕緣層的厚度^所述柵氧化層的厚度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述絕緣層為單層 結(jié)構(gòu)，其介質(zhì)材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳氮氧化硅中任意一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述絕緣層為多層結(jié)構(gòu)，其截至材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、含碳氮氧化硅中任意幾種的組合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體類 型為N型，所述第二半導(dǎo)體類型為P型。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體類 型為P型，所述第二半導(dǎo)體類型為N型。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8 13任意一項所述的溝槽式場效應(yīng)管制備方法，其特征在于，所述 半導(dǎo)體襯底的摻雜濃度大于所述外延層的摻雜濃度，所述源摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述半 導(dǎo)體襯底的摻雜濃度。
全文摘要
一種溝槽式場效應(yīng)管及其制備方法，屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，通過在溝槽底部的柵氧化層與溝槽多晶硅柵之間引入一厚度較厚的絕緣層，增加了多晶硅柵和外延層以及作為漏區(qū)的襯底層之間的相對距離，即相當(dāng)于增加了柵-漏電容兩極板間的距離，從而在不改變多晶硅柵面積、不增大器件導(dǎo)通電阻的前提下，減小了溝槽式場效應(yīng)管的柵-漏電容，大大縮短了溝槽式場效應(yīng)管在開關(guān)過程中對柵-漏電容的充放電時間，提高了溝槽式場效應(yīng)管的開關(guān)速度，降低其動態(tài)損耗，使器件性能有了很大提高。
文檔編號H01L21/02GK101764155SQ200910198989
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者克里絲, 劉憲周, 張雨, 彭樹根 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司