專利名稱：屏蔽柵極溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屏蔽柵極溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
如今很多電子電路設(shè)計(jì)都對(duì)器件的轉(zhuǎn)換性能以及導(dǎo)通狀態(tài)電阻等性能參數(shù)有嚴(yán) 格的要求。在這些電路中經(jīng)常使用功率金屬氧化物半導(dǎo)體器件。屏蔽柵極溝道金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管就是這樣一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體器件，它具有良好的高頻轉(zhuǎn)換性能， 以及很低的導(dǎo)通狀態(tài)電阻?，F(xiàn)有的制備屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管的工藝都極其 復(fù)雜、昂貴，處理時(shí)通常需要使用六個(gè)或六個(gè)以上的掩膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種屏蔽柵極溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，它具有良好 的高頻轉(zhuǎn)換性能，以及很低的導(dǎo)通狀態(tài)電阻。而且該屏蔽柵極溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)管的制備方法工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道；以及一個(gè)在襯底中的不對(duì)稱溝道；其中不對(duì)稱溝道具有第一個(gè)溝道壁和第二個(gè)溝道壁；第一個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第一厚度的氧化物；以及第二個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第二厚度的氧化物，不同于第一厚度。 上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的半導(dǎo)體器件是一種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的不對(duì)稱溝道為一終止溝道，從一低勢(shì)能區(qū)中分 離出一高勢(shì)能區(qū)。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的不對(duì)稱溝道還作為一個(gè)柵極滑道，同有源柵極溝 道中的柵極連接在一起。上述的半導(dǎo)體器件，其中所述的第一厚度大于第二厚度；以及所述的第一個(gè)溝道壁比第二個(gè)溝道壁更靠近終止區(qū)。上述的半導(dǎo)體器件，其中所述的第一厚度大于第二厚度；以及所述的第二個(gè)溝道壁比第一個(gè)溝道壁更靠近有源柵極溝道。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的有源柵極溝道內(nèi)襯氧化物，該有源柵極氧化物的 厚度與不對(duì)稱溝道的第二厚度基本相同。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的不對(duì)稱溝道包括一個(gè)頂部柵極電極和一個(gè)底部源極電極。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的頂部柵極電極寬度小于底部源極電極的寬度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的有源柵極電極包括一個(gè)頂部柵極電極和一個(gè)底部源極電極；頂部柵極電極的寬度大于底部源極電極的寬度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括一個(gè)在不對(duì)稱溝道附近的終止區(qū)。上述的半導(dǎo)體器件，還包括一個(gè)位于襯底中的源極多晶硅接觸溝道；其中所述的源極多晶硅接觸溝道含有一個(gè)多晶硅電極；以及所述的多晶硅電極的頂面位于本體區(qū)的底面下方。上述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括一個(gè)柵極接觸孔，直接設(shè)置在不對(duì)稱溝道中的第 一個(gè)頂部柵極電極上方。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的不對(duì)稱溝道比有源柵極溝道要寬。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道；以及一個(gè)在襯底中的源極多晶硅連接溝道；其中所述的源極多晶硅連接溝道含有一個(gè)多晶硅電極；以及所述的多晶硅電極的頂面位于本體區(qū)的底面下方。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的半導(dǎo)體器件還包括一個(gè)用金屬導(dǎo)體填充的接觸 孔，從多晶硅電極延伸到沉積在半導(dǎo)體器件頂面上的源極金屬層。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的接觸孔寬度小于多晶硅電極的寬度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的源極多晶硅連接溝道的深度大于有源柵極溝道 的深度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的源極多晶硅連接溝道比有源柵極溝道要窄。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道，包括一個(gè)第一頂部柵極電極和一個(gè)第一底部源極 電極；以及一個(gè)柵極滑道溝道，包括一個(gè)第二頂部柵極電極和一個(gè)第二底部源極電極；其 中所述的第二頂部柵極電極比第二底部源極電極要窄。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道為終止溝道，將低勢(shì)能區(qū)與高勢(shì)能 區(qū)分離開。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道圍繞并連接多個(gè)有源柵極溝道。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道含有作為柵極連接溝道的一部分。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的第二柵極電極的頂面位于半導(dǎo)體襯底的頂面下方。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的第二頂部柵極電極，還通過一個(gè)直接設(shè)置在第二 頂部柵極電極上方的柵極接觸孔，連接到柵極金屬上。上述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括一個(gè)位于柵極滑道溝道的側(cè)壁頂部附近的氮化物隔片。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的第二頂部柵極電極的頂面位于氮化物隔片底面 下方。上述的半導(dǎo)體器件，其中，源極區(qū)的頂面與氮化物隔片的底面基本對(duì)齊。上述的半導(dǎo)體器件，其中，有源柵極溝道具有一個(gè)內(nèi)襯氧化物的有源柵極溝道壁， 氧化物的第一厚度在有源柵極溝道的頂部，第二厚度在有源柵極溝道的底部，第二厚度大
于第一厚度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道具有一個(gè)內(nèi)襯氧化物的柵極滑道 溝道壁，氧化物的第三厚度在柵極滑道溝道的上部，第四厚度在柵極滑道溝道的下部，第三 厚度大于第四厚度。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道比有源柵極溝道要寬。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述的柵極滑道溝道具有第一個(gè)溝道壁和第二個(gè)溝道 壁；所述的第一個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第一厚度的氧化物，位于第一個(gè)側(cè)壁和第二個(gè)頂部 柵極電極之間；以及所述的第二個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第二厚度的氧化物，第二厚度不同于第一厚度。上述的半導(dǎo)體器件，其中所述的第一厚度大于第二厚度；以及 所述的第一個(gè)溝道壁比第二個(gè)溝道壁更靠近終止區(qū)。本發(fā)明還提供了一種用于制備半導(dǎo)體器件的方法，包括制備多個(gè)溝道，包括使用第一個(gè)掩膜；在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第一個(gè)多晶硅區(qū)；形成一個(gè)多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)和一個(gè)終止保護(hù)區(qū)，包括使用第二個(gè)掩膜；在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第二個(gè)多晶硅區(qū)；形成到第一多晶硅區(qū)的第一個(gè)電接觸，形成到第二多晶硅區(qū)的第二個(gè)電接觸，包 括使用第三個(gè)掩膜；沉積一個(gè)金屬層；以及形成一個(gè)源極金屬區(qū)和一個(gè)柵極金屬區(qū)，包括使用第四個(gè)掩膜。上述的方法，其中，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)終止溝道。上述的方法，其中，還包括在終止溝道中形成不對(duì)稱側(cè)壁。上述的方法，其中，形成不對(duì)稱側(cè)壁包括，刻蝕一個(gè)氧化層的一部分，由于使用了 第二個(gè)掩膜，因此至少一部分氧化層被覆蓋了。上述的方法，其中，所述的不對(duì)稱側(cè)壁包括第一個(gè)側(cè)壁和第二個(gè)側(cè)壁，第一個(gè)側(cè) 壁的氧化層比第二個(gè)側(cè)壁的厚。上述的方法，其中，在多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)和終止保護(hù)區(qū)的形成過程中，第二個(gè)掩膜 覆蓋了終止溝道。上述的方法，其中，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)有源單元溝道。上述的方法，其中多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)終止溝道；以及
終止溝道比有源單元溝道更寬。上述的方法，其中，所述的第二個(gè)多晶硅區(qū)包含在終止溝道中，并作為柵極滑道， 同柵極電連接在一起。上述的方法，其中，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)柵極滑道，并同第二個(gè)多 晶硅區(qū)電連接在一起。 上述的方法，其中，所述的柵極滑道溝道還起終止溝道的作用。上述的方法，其中，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道為柵極接觸溝道。上述的方法，其中，所述的柵極接觸溝道包括一個(gè)內(nèi)襯在柵極接觸溝道內(nèi)的氧化 層，該氧化層位于柵極接觸溝道的頂部區(qū)域，其厚度大于柵極接觸溝道的底部區(qū)域中的氧
化層厚度。上述的方法，其中，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)源極多晶硅接觸溝道。上述的方法，其中，還包括形成一個(gè)源極多晶硅接觸開口，從源極多晶硅接觸溝道 上方，延伸到源極多晶硅接觸溝道的中間截面以下。上述的方法，其中，制備多個(gè)溝道包括制備多個(gè)溝道開口。上述的方法，其中，還包括在多個(gè)溝道開口周圍制備多個(gè)隔片。上述的方法，其中，還包括刻蝕多個(gè)所述的溝道開口。上述的方法，其中，所述的多個(gè)溝道開口以自校準(zhǔn)的方式刻蝕。上述的方法，其中，還包括在第二個(gè)多晶硅區(qū)的形成之后，除去所述的隔片。上述的方法，還包括植入本體材料，其中，終止區(qū)被終止保護(hù)區(qū)保護(hù)，并不植入本 體材料。本發(fā)明的制備過程采用自校準(zhǔn)接觸系統(tǒng)，僅需要四個(gè)掩膜；制成的屏蔽柵極金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件生產(chǎn)成本更低，具有更高的擊穿電壓，改善了器件性能。


以下詳細(xì)說明及附圖用來闡述本發(fā)明的各種實(shí)施例。圖IA表示一種屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)實(shí)施例的俯視圖。圖IB表示用于制備一種屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(例如100)的工藝 實(shí)施例的流程圖。圖2表示在器件制備工藝的一個(gè)實(shí)施例中所使用的第一掩膜的示例。圖3表示在器件制備工藝的一個(gè)實(shí)施例中所使用的第二掩膜的示例。圖4表示在器件制備工藝的一個(gè)實(shí)施例中所使用的第三掩膜的示例。圖5表示在器件制備工藝的一個(gè)實(shí)施例中所使用的第四掩膜的示例。圖6AA'-32AA，為100結(jié)構(gòu)的AA，區(qū)在制備過程中的橫截面視圖。
圖6BB，-32BB，為100結(jié)構(gòu)的BB，區(qū)在制備過程中的橫截面視圖。
圖6CC，-32CC，為100結(jié)構(gòu)的CC，區(qū)在制備過程中的橫截面視圖。
圖6LL，-32LL，為100結(jié)構(gòu)的LL，區(qū)在制備過程中的橫截面視圖。
圖33AA'表示一種示例器件的AA'截面的橫截面視圖。
圖33BB'表示一種示例器件的BB'截面的橫截面視圖。
圖33CC'表示一種示例器件的CC'截面的橫截面視圖。
圖33LL’表示一種示例器件的LL’截面的橫截面視圖。圖34表示器件的另一個(gè)實(shí)施例的AA’截面的橫截面視圖。圖35仍然表示器件的另一個(gè)實(shí)施例的AA’截面的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可以通過各種方式實(shí)施，包括通過一種工藝、一種裝置、一個(gè)系統(tǒng)、一種組 成物質(zhì)、一個(gè)嵌入計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以及/或一個(gè)處理裝置(例如一 個(gè)用于執(zhí)行存儲(chǔ)在內(nèi)存上的指令/或由內(nèi)存提供的指令的處理裝置，而且內(nèi)存連接到處理 裝置上)。在本說明中，這些實(shí)施例，或本發(fā)明可采用的任意一種其他形式，都可以作為技術(shù) 方法。一般而言，所述工藝的制備順序可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。除非特別說明，否 則處理裝置或內(nèi)存等所述的用于執(zhí)行任務(wù)的元件，可以在指定時(shí)間臨時(shí)作為執(zhí)行任務(wù)的 普通元件，或者是用于執(zhí)行任務(wù)的專用元件。因此，本文所述的“處理裝置”是指一個(gè)或多 個(gè)器件、電路以及/或用于處理計(jì)算機(jī)程序指令等數(shù)據(jù)的處理核。下文介紹了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說明，以及用于說明本發(fā)明主旨的 附圖。盡管這些實(shí)施例都與本發(fā)明有關(guān)，但本發(fā)明并不局限于任意實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅 限于權(quán)利要求書，而且本發(fā)明涵蓋各種等價(jià)的變化及修正。下文還詳細(xì)闡述了本發(fā)明的各 種具體細(xì)節(jié)，以便全面理解和掌握。這些細(xì)節(jié)僅用于舉例說明，無(wú)需部分或全部具體細(xì)節(jié)， 根據(jù)權(quán)利要求書就可實(shí)施本發(fā)明。特此聲明，涉及本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的業(yè)界熟知的技術(shù)材料 在此不再贅述，以免混淆。下面介紹屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件的實(shí)施例及其制備過程。制備 過程采用自校準(zhǔn)接觸系統(tǒng)，僅需要四個(gè)掩膜。制成的屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 器件生產(chǎn)成本更低，具有更高的擊穿電壓，改善了器件性能。圖IA表示一種屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的俯視 圖。在本例中，100結(jié)構(gòu)位于半導(dǎo)體襯底102上。該結(jié)構(gòu)的有源區(qū)包括104等有源柵極溝道， 柵極就形成在這些溝道中。該有源區(qū)還包括106等源極/本體接觸開口，在這些開口中所 形成的接頭將源極區(qū)和本體區(qū)電連接到源極金屬116上。有源區(qū)也包括108等源極多晶硅 連接接頭。在一個(gè)源極多晶硅連接接頭中，多晶硅源極電極沉積在源極接觸式溝道118中， 并穿過源極接觸式接頭開口 108，電連接到源極金屬116上，源極金屬116轉(zhuǎn)而電連接到器 件的源極和本體區(qū)。110等溝道之所以包圍著有源區(qū)，其目的在于，作為終止溝道將高勢(shì)能 區(qū)(例如漏極)從低勢(shì)能區(qū)(例如源極)中分離出來，以及作為柵極滑道用于形成與有源 柵極溝道中的柵極電極的電連接。如圖IA所示，終止/柵極滑道溝道110的絕大部分都被 源極金屬116覆蓋，正如下面的橫截面視圖所示，源極金屬116通過一個(gè)介質(zhì)層與溝道104 和110中的柵極電極絕緣。終止/柵極滑道溝道110還包括形成柵極滑道外延溝道120的 部分。柵極滑道外延溝道延伸到柵極金屬區(qū)114中，作為柵極連接溝道，柵極連接接頭開口 112沉積在柵極連接溝道中，以便將柵極滑道電連接到柵極金屬114上。柵極滑道外延溝 道120還將柵極滑道互聯(lián)在不同區(qū)域上，例如116-1和116-2。在本例中，柵極滑道/終止 溝道110和源極多晶硅連接溝道118，比有源柵極溝道104要寬。圖IB表示用于制備一種屏蔽柵極金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(例如100)的工藝 實(shí)施例的流程圖。工藝150使用了四個(gè)掩膜。在152處，使用第一個(gè)掩膜形成多個(gè)溝道。在154處，第一套多晶硅區(qū)，也就是源極多晶硅、屏蔽多晶硅或多晶硅1，形成在多個(gè)溝道中。 在156處，使用第二個(gè)掩膜，形成一個(gè)或多個(gè)多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)終止保護(hù) 區(qū)。在158處，沉積多晶硅在其中的一些溝道中形成第二套多晶硅區(qū)，也就是柵極多晶硅或 多晶硅2。在160處，使用第三個(gè)掩膜，使第一個(gè)電接觸開口朝向柵極多晶硅，第二個(gè)電接觸 開口朝向源極多晶硅。在162處，沉積一個(gè)金屬層。在164處，使用第四個(gè)掩膜，形成一個(gè) 源極金屬區(qū)和一個(gè)柵極金屬區(qū)。下文詳細(xì)討論了制備工藝150，連同圖2-圖5表示該工藝所使用的四個(gè)掩膜的俯 視圖，圖 6AA，-32AA，、6BB，-32BB，、6CC，-32CC，以及 6LL，-32LL，分別表示沿圖 IA 的 AA，、 BB’、CC’以及LL’面的橫截面視圖。AA’穿過有源柵極溝道和有源區(qū)中的源極/本體接頭， 以及終止了有源區(qū)并包圍著有源區(qū)的終止/柵極滑道溝道。BB’沿著一套源極/本體接頭 延伸，并橫穿過位于源極/本體接頭之間的源極多晶硅連接接頭溝道。CC’沿著一套有源柵 極溝道延伸，并橫穿過位于這套有源柵極溝道之間的源極多晶硅連接接頭溝道。LL’穿過終 止區(qū)，并與柵極連接溝道(在本例中，此溝道為終止/柵極滑道溝道的延伸部分)以及柵極 連接接頭交叉。圖32AA，、32BB，、32CC’以及32LL，表示器件的橫截面視圖，這些附圖詳細(xì) 闡述了器件的橫截面。在以下討論中，N型器件僅用于舉例說明。可以通過類似的工藝制備P型器件。 在圖6AA，、6BB，、6CC，以及6LL，中，N型襯底602 (即在N+硅片上生長(zhǎng)一層N-外延層)用 作器件的漏極。在一些實(shí)施例中，外延層的摻雜濃度約為3E16-1E17摻雜物/cm3，厚度為 2-4um，襯底的電阻率為0. 5-3mohm*cm。通過沉積或熱氧化，在襯底上形成一個(gè)二氧化硅層604。氮化層606沉積在二氧 化硅層上方。在一些實(shí)施例中，二氧化硅層的厚度約為500 1500A，氮化層的厚度約為 1500Ac在氮化層上方沉積一個(gè)光致抗蝕劑層(PR)，利用第一個(gè)掩膜形成圖案。圖2表示 第一個(gè)掩膜示例的俯視圖，即溝道掩膜。溝道掩膜200用于形成光致抗蝕劑層的圖案。對(duì) 應(yīng)掩膜陰影區(qū)的光致抗蝕劑區(qū)域并不是暴露的，對(duì)應(yīng)掩膜非陰影區(qū)的光致抗蝕劑區(qū)域是暴 露的。在下述討論中，為了解釋說明，如果使用正光致抗蝕劑，則保留未暴露的區(qū)域，除去暴 露的區(qū)域。也可以使用負(fù)光致抗蝕劑，只要根據(jù)情況修正掩膜即可。溝道掩膜定義了有源 柵極溝道204、源極多晶硅連接溝道(例如208)以及柵極滑道/終止溝道(例如210)。在 本例中，不同類型的溝道具有不同的寬度有源柵極溝道最窄，源極多晶硅連接溝道的寬度 居中，柵極滑道/終止溝道的寬度最寬。在一些實(shí)施例中，有源柵極溝道、源極多晶硅連接 溝道以及柵極滑道/終止溝道的寬度分別約為0. 6um、1. Oum,以及2. Oum。例如臨界尺寸為 0. 35um的低級(jí)掩膜可用于制備這種器件，降低了所使用的掩膜成本。在圖7AA’中的AA’截面上，剩余的光致抗蝕劑層形成了終止溝道開口 702以及 有源柵極溝道開口 704。在圖7BB’中的BB’截面上，剩余的光致抗蝕劑層形成了源極多晶 硅連接接頭開口 706。在圖7CC’中的CC’截面上，所有的光致抗蝕劑層都被除去了。在圖 7LL’中的LL’截面上，剩余的光致抗蝕劑層形成了柵極連接接頭開口 708。接下來，通過硬膜刻蝕將氮化層和二氧化硅層暴露的部分刻蝕掉。一直刻蝕到硅 片表面為止。然后除去剩余的光致抗蝕劑。在圖8AA’、8BB’以及8LL’中，溝道開口都形成 在暴露區(qū)域中。在圖8CC’中，沿CC’截面除去所有的氮化層以及二氧化硅層。
然后進(jìn)行溝道刻蝕。在圖9AA’、9BB’以及9LL’中，溝道開口被刻蝕得更深。在一 些實(shí)施例中，溝道的目標(biāo)深度約為0. 3um 0. 5um。在圖9CC’中，沿CC’截面除去硅化層。在溝道開口中，沿溝道底和溝道壁，沉積或熱生長(zhǎng)一個(gè)很薄的氧化層。在一些實(shí)施 例中，氧化層的厚度約為200A。一旦氧化層形成后，就沉積一個(gè)附加的氮化層，并沿水平 面背部刻蝕。在一些實(shí)施例中，氮化層的厚度約為2200A。如圖10ΑΑ，、10ΒΒ’以及10CC， 所示，完全背部刻蝕之后，就會(huì)沿溝道壁形成氮化物隔片1000、1002以及1004。由于里面的 氧化物和氮化物已被刻蝕掉，因此CC’截面未發(fā)生變化。然后，除去溝道開口底部暴露的內(nèi)部氧化層，通過完全硅刻蝕，進(jìn)一步加深圖 11八六’、1讓8’以及111^’中的溝道。最終形成的溝道深度約為1. 5um 2. 5um，具體取決于要 應(yīng)用的器件，溝道壁的傾斜角約為87° 88°。氮化物隔片可以使用自校準(zhǔn)的刻蝕工藝， 并不需要附加的校準(zhǔn)掩膜等校準(zhǔn)工藝，因此實(shí)現(xiàn)了溝道傾斜刻蝕。由于硅的刻蝕負(fù)荷系數(shù) 的性質(zhì)，溝道開口越寬，獲得的溝道深度越深。例如，由于柵極滑道接頭開口 702比有源柵 極接頭開口 704寬，因此，如圖11AA’所示，形成的柵極滑道溝道1102比有源柵極溝道1104 要深。溝道的深度可以在幾百埃至幾微米之間變化。通過250A 500A的圓孔刻蝕，使溝 道的拐角更加平滑，可以避免由于銳角拐角引起的高電場(chǎng)。在圖12AA-12LL’中有一個(gè)或多個(gè)沉積或熱生長(zhǎng)的氧化層。在一些實(shí)施例中，可培 養(yǎng)一個(gè)大約500人的犧牲氧化層，然后除去，以改良硅表面。先培養(yǎng)一個(gè)大約250A的柵 極氧化層，然后再培養(yǎng)一個(gè)大約900A的高溫?zé)嵫趸飳?。如圖13AA，-13LL’所示，沉積多晶硅。在一些實(shí)施例中，多晶硅的厚度約為 12000A，比最寬的溝道寬度的1/2還要大。因此，在側(cè)壁上的多晶硅會(huì)混合，并完全填充 所有溝道。這個(gè)多晶硅層有時(shí)也指源極多晶硅、屏蔽多晶硅或多晶硅1。如圖14AA’ -14LL’所示，通過干刻蝕，對(duì)源極多晶硅進(jìn)行背部刻蝕。在本例中，剩 余的多晶硅厚度約為6000A。然后沉積高密度等離子氧化物，并增稠。在一些實(shí)施例中，增稠溫度約為1150°c， 持續(xù)大約30秒。使溝道側(cè)壁上的氧化物的厚度在整個(gè)器件上都完全均勻一致(如圖 15AA，-15LL，中的tl所標(biāo))。在一些實(shí)施例中，tl約為2000A 4000人，這只能完全 填充窄溝道(例如有源柵極溝道和源極接觸溝道)，而對(duì)于較寬溝道(例如柵極滑道溝道 1502和柵極連接溝道1504)只能實(shí)現(xiàn)部分填充。因此，較寬的溝道沒有完全填充，使得后續(xù) 形成的柵極電極，沉積在沒有被這種寬溝道中的高密度等離子氧化物完全填充的地方。在 窄溝道(例如有源溝道1506)中，氧化層的厚度tl比溝道寬度的1/2還要大，因此里面的 氧化物混合并完全填充溝道。進(jìn)行氧化物化學(xué)機(jī)械拋光。如圖16AA’ -16LL’所示，化學(xué)機(jī)械拋光用于打磨氧化 物，直到氧化物的頂面與氮化物表面相平為止，這時(shí)刻蝕結(jié)束。圖17AA’ -17LL’表示附加另一個(gè)氧化層。在一些實(shí)施例中，氧化層的厚度約為 1000A 2000A。這個(gè)氧化層的厚度可以控制在第二個(gè)掩膜下方的濕刻蝕下陷的角度。 該氧化層還可以保護(hù)器件的所有非有源區(qū)中的氮化物。被保護(hù)的氮化物有助于接下來對(duì)硅 進(jìn)行無(wú)掩膜完全刻蝕。在該結(jié)構(gòu)表面旋涂一層光致抗蝕劑層，并使用第二個(gè)掩膜。圖3表示第二個(gè)掩膜 的俯視圖。虛線表示上一個(gè)掩膜和溝道掩膜的輪廓。使用多晶硅覆膜，有利于內(nèi)部多晶硅氧化區(qū)和終止保護(hù)區(qū)的形成。多晶硅覆膜的區(qū)域302(陰影區(qū))中的光致抗蝕劑并沒有暴 露，因此，它下面所覆蓋的區(qū)域就不會(huì)被氧化物濕刻蝕。而覆膜的304等區(qū)域中的光致抗蝕 劑是暴露的，就會(huì)被除去。光致抗蝕劑沒有覆蓋的區(qū)域就被刻蝕掉。在304等開口內(nèi)，會(huì)形 成有源金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管單元。正如下文將詳細(xì)介紹地那樣，這些開口的邊緣非 ?？拷?06和308等終止溝道，這有利于對(duì)這些溝道的不對(duì)稱刻蝕。圖18AA’、18BB’、18CC’和18LL’表示除去暴露部分后的光致抗蝕劑掩膜的圖案。 AA'橫截面區(qū)域中的光致抗蝕劑掩膜在1802處延伸到終止區(qū)內(nèi)，在1804處填充終止溝道， 并在1806處持續(xù)延伸到有源區(qū)中。結(jié)合下圖19AA’所示，通過刻蝕，將除去光致抗蝕劑下 方的一部分氧化物。掩膜的重疊以及濕刻蝕的下陷共同決定了最終的圖案。因此，光致抗 蝕劑掩膜的在有源區(qū)中延伸的距離，一定程度上決定了刻蝕除去氧化物的多少。氧化物下 陷深度的范圍為0. 6um 1. 5um。在圖18BB’中，光致抗蝕劑掩膜屏蔽了源極多晶硅連接溝 道1806，使其不被刻蝕。在圖18CC’中，光致抗蝕劑掩膜在所需的接頭處，屏蔽了一部分氮 化物。在圖18LL’中，柵極連接接觸溝道及其周圍區(qū)域都被光致抗蝕劑所覆蓋。然后，進(jìn)行濕刻蝕，刻蝕后如圖19AA’_19LL’所示。未被光致抗蝕劑覆蓋的區(qū)域中 的氧化物被除去，剩余的氧化物仍保持在所需的高度上。某些在光致抗蝕劑邊緣附近的氧 化物也被除去。在圖19AA’中，位于光致抗蝕劑下方，靠近光致抗蝕劑邊緣的柵極滑道溝道 1902中的一部分氧化物，也被除去。刻蝕的氧化物的量可通過調(diào)整光致抗蝕劑層邊緣1904 的位置來控制。延伸邊1904越靠近有源區(qū)，被刻蝕的氧化物越少，延伸邊越離有源區(qū)，被刻 蝕的越多。在不同的實(shí)施例中，被刻蝕的氧化物的量也不同。在本例中，充分刻蝕氧化物后， 在垂直方向上附著在溝道壁上的剩余氧化物的厚度基本一致。多晶硅上方的氧化層，例如 氧化層1906和1908，被稱為多晶硅間隔介質(zhì)，其范圍在幾百到幾千埃之間。在圖19BB’和 19CC’中，光致抗蝕劑掩膜邊緣附近的部分氧化物被除去。然后除去光致抗蝕劑，沉積或熱生長(zhǎng)一層?xùn)艠O氧化物。在一些實(shí)施例中，附加氧化 層的厚度約為450人。因此，在圖20AA，中，2002、2004、2006和2008等溝道壁都襯有氧化 物。終止溝道2010具有不對(duì)稱的側(cè)壁，其中側(cè)壁2008的氧化層比側(cè)壁2002的氧化層厚。進(jìn)行另一個(gè)多晶硅沉積和背部刻蝕。在圖21AA’ -21LL’中，在各種溝道中沉積大 約8000Λ~ 12000A的多晶硅。對(duì)沉積的多晶硅進(jìn)行背部刻蝕，形成2102、2104、2106和 2108等柵極多晶硅。在本例中，多晶硅表面約為500- 1000Α，在氮化物隔片底部參考等級(jí) 之下。沉積一個(gè)鈦或鈷的金屬層，并退火。在金屬與多晶硅接觸的地方，會(huì)形成一個(gè)多晶硅 化物層。在氧化物或氮化物上方的金屬鈦或鈷被除去，不會(huì)形成硅化物。如圖所示，在柵極 多晶硅電極上方的2110、2112。2114,2116和2118處形成多晶硅化物。在圖22AA’中，滑道柵極溝道和有源柵極溝道中暴露的氮化物隔片，通過濕刻蝕除 去。在圖22BB’中，除去暴露的氮化物層，以及氧化物2202下面的一部分氮化層。氧化層 保護(hù)氮化物隔片2204和2206不被刻蝕。在圖22LL'中，氧化層2212保護(hù)氮化層2208。在圖23AA’ -23LL’中，進(jìn)行本體植入。用摻雜離子以一定角度轟擊器件。在未被 氮化物保護(hù)的有源區(qū)中，植入物形成2304等本體區(qū)。在一些實(shí)施例中，在60KEV 180KeV 時(shí)，使用劑量約為1.8el3的硼離子，形成N-溝道器件。也可使用其他類型的離子，例如使 用磷離子制備P-溝道器件。在圖24AA’ -24LL’中，在零傾斜角時(shí)，進(jìn)行源極植入。再次用摻雜離子轟擊器件。在一些實(shí)施例中，在40KeV 80KeV時(shí)，使用劑量約為4el5的砷離子。在2304等本體區(qū)內(nèi) 形成2402等源極區(qū)。無(wú)需使用額外的掩膜，植入器件的本體和源極。在2402等終止區(qū)中，氧化物-氮 化物-氧化物的屏障阻擋植入離子，避免形成源極和本體區(qū)，這就改善了在關(guān)閉或截止?fàn)?態(tài)時(shí)的器件性能。在圖25AA，-25LL，中，沉積5000A 8000A的氧化物，填充溝道開口，并阻擋源 極和柵極多晶硅區(qū)域。在一些實(shí)施例中，使用化學(xué)氣相沉積方法沉積厚度約為5000A的低 溫氧化物和含有硼磷的硅玻璃。在圖26AA’ -26LL’中，通過干刻蝕方法，對(duì)氧化物進(jìn)行背部刻蝕，向下刻蝕到有源 單元硅表面上的終端。如圖27AA’_27LL’所示，進(jìn)行硅完全刻蝕。刻蝕深度根據(jù)器件使用要求，在 0. 6um 0. 9um之間。暴露的硅區(qū)域被刻蝕，被氧化物和/或氮化物保護(hù)的區(qū)域?qū)⒉槐豢?蝕。由于刻蝕過程不需要額外的掩膜，因此這也被稱為自校準(zhǔn)接觸過程。使用另一層光致抗蝕劑和第三個(gè)掩膜。圖4表示第三個(gè)掩膜，它也被稱為多晶硅 連接掩膜或接觸掩膜。在本例中，帶有掩膜的功能包括柵極多晶硅連接接頭(例如402)，以 及源極多晶硅連接接頭(例如404)在圖28AA’_28LL’中，除去暴露的光致抗蝕劑，形成接頭圖案。在源極多晶硅連接 接頭上方，形成如圖28BB’和28CC'所示的接頭開口，以及圖28LL’所示的源極多晶硅連接 接頭。在圖29AA’ -29LL’中，進(jìn)行接觸刻蝕，然后除去光致抗蝕劑。進(jìn)行本體接觸植入。 在本例中，使用P-型材料(例如在40KeV時(shí)，摻雜劑量為1. 0el5的BF2離子)形成本體接 觸植入，例如2902。植入后進(jìn)行接觸植入激活。在一些實(shí)施例中，接觸植入激活為快速熱處 理，在大約1000°C時(shí)持續(xù)30秒。也可選擇，使用激活熱驅(qū)動(dòng)來激活接觸植入。在圖29BB’ 和29CC’中，由于源極多晶硅，例如2904和2906，已經(jīng)用源極摻雜物進(jìn)行了重?fù)诫s，因此它 們不會(huì)受植入的影響。在圖30AA’ -30LL’中，沉積阻擋金屬，例如鈦和氮化鈦，隨后通過快速熱處理，在 接觸區(qū)附近形成鈦硅化物。在某些實(shí)施例中，所使用的鈦和氮化鈦的厚度分別是300A和 1000A。然后沉積鎢。在一些實(shí)施例中，沉積的4000A 6000A鎢。對(duì)沉積的鎢進(jìn)行背部 刻蝕，一直向上刻蝕到氧化物表面，形成獨(dú)立的鎢插頭，例如3002、3004、3006和3008。使用第四個(gè)掩膜形成源極金屬區(qū)和柵極金屬區(qū)，并使接頭處于合適的位置。圖5 表示第四個(gè)掩膜，也稱為金屬掩膜。陰影區(qū)502和504分別對(duì)應(yīng)源極金屬和柵極金屬。未 加陰影的部分對(duì)應(yīng)金屬部分，刻蝕掉此金屬部分，以便分離源極金屬區(qū)和柵極金屬區(qū)。在圖31AA’ -31LL’中，沉積一個(gè)金屬層。在一些實(shí)施例中，使用AlCu形成厚約 3um 6um的一個(gè)金屬層。然后沉積光致抗蝕劑，并用金屬掩膜暴露出來。3102和3104等 暴露區(qū)中的金屬被刻蝕掉。除去殘留的光致抗蝕劑層，并對(duì)金屬退火。在一些實(shí)施例中，在450 0C下對(duì)金屬退 火30分鐘。圖32AA，-32LL，表示最終器件的橫截面視圖。圖33AA’表示一種示例器件的AA’橫截面視圖。在本例中，器件的源極、本體和金 屬區(qū)如圖所示。器件3300含有一個(gè)不對(duì)稱溝道3306以及有源柵極溝道3302和3304。不對(duì)稱溝道3306作為一個(gè)終止溝道，從低勢(shì)能區(qū)(即源極)中，分離出高勢(shì)能區(qū)(即漏極)。 在溝道3306中，側(cè)壁3308靠近終止區(qū)，側(cè)壁3310靠近有源區(qū)。內(nèi)襯在側(cè)壁3308和頂部柵 極多晶硅3316之間的氧化層3328，比內(nèi)襯在側(cè)壁3310和頂部柵極多晶硅3316之間的氧化 層3328更厚。較厚的氧化層能夠從高勢(shì)能區(qū)(例如漏極)中，較好地屏蔽低勢(shì)能區(qū)(例如 源極)，并改善器件的擊穿電壓。結(jié)合下圖33LL’所示，溝道3306也另外起到柵極滑道溝道 的作用，包圍著有源區(qū)，相互連接有源柵極溝道。所有的不對(duì)稱溝道和有源柵極溝道都含有一個(gè)頂部多晶硅電極(例如多晶硅 3316,3312或3314)，由于此電極起柵極的作用，因此它被稱為柵極電極；又由于它是在制 備過程中的第二個(gè)多晶硅處形成的，因此它也被稱為多晶硅2。每個(gè)頂部多晶硅電極還包括 一個(gè)沉積在柵極電極頂面上的多晶硅化物層3340，以提升沿柵極的電導(dǎo)率。每個(gè)溝道還包 括一個(gè)底部多晶硅電極(例如多晶硅3318、3320和3322)，由于此電極連接在源極上，因此 它被稱為源極多晶硅；又由于它是在制備過程中的第一個(gè)多晶硅處形成的，因此它也被稱 為多晶硅1。由氧化物形成的多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)，將柵極多晶硅從源極多晶硅中分離出來。 在本例中所示的有源柵極溝道中，包圍在柵極多晶硅周圍并內(nèi)襯在溝道頂部側(cè)壁中的氧化 層(例如區(qū)域3324中的氧化層)，比包圍在源極/屏蔽多晶硅周圍并內(nèi)襯在溝道底部側(cè)壁 中的氧化層更薄。此外，由于氧化層3328與有源柵極氧化物3324是在同一過程中形成的， 因此它們的厚度基本相同。在有源區(qū)中，源極金屬3334通過介質(zhì)層(例如氧化物3309)， 與柵極電極3312、3314以及3316絕緣。源極金屬層3334通過一個(gè)導(dǎo)體3330 (例如鎢插 頭)，電連接到源極區(qū)3332和本體區(qū)3348上，此導(dǎo)體填滿了源極本體接頭開口，從源極金屬 開始，穿過源極區(qū)，一直延伸到本體區(qū)中。本體接觸植入?yún)^(qū)3346增強(qiáng)了本體區(qū)和導(dǎo)體3330 之間的歐姆接觸。在終止區(qū)中，氧化物3338沿氮化物隔片3336延伸，一直到與氮化層3342 的頂面基本在同一平面上。氮化層3342和氮化物隔片3336密封了沉積在終止區(qū)中外延層 頂面上的氧化層3344。沉積在終止區(qū)中外延層頂面上的氧化層3344的底部，與有源區(qū)中氧 化層3309的頂面基本對(duì)齊。而且，氮化物隔片3336的底部作為基準(zhǔn)，源極區(qū)3332的頂面 與之校準(zhǔn)。頂部多晶硅柵極電極3321、3314和3316的頂面凹向此基準(zhǔn)標(biāo)記，并且位于源極 區(qū)3332的頂面下方。如圖33LL，所示，沉積在氮化層3342上方的柵極金屬3335與源極金 屬隔開，在其他位置上電接觸到柵極電極上。圖33BB’表示一種示例器件的BB’橫截面視圖。在本例中，源極連接溝道3352具 有一個(gè)源極多晶硅電極3354，此電極通過一個(gè)金屬導(dǎo)體(例如一個(gè)在溝道3352內(nèi)，填滿接 觸孔3358的鎢插頭)電連接到源極金屬3356上。接觸孔的寬度小于多晶硅電極，接觸孔 從源極多晶硅電極垂直延伸到沉積在頂面上的源極金屬層3356。源極多晶硅電極的頂面 位于本體區(qū)3350的底面(本體結(jié))下方。在一些實(shí)施例中，如圖33AA’所示，源極連接溝 道3352可能比有源柵極溝道3302和3304更寬、更深。在一些其他實(shí)施例中，源極連接溝 道可能比有源柵極溝道更窄、更淺。由于氮化物隔片3353沉積在源極連接溝道側(cè)壁的頂部 附近，并延伸到氮化物區(qū)域3355的頂面上，阻擋了本體植入，因此將本體從源極連接溝道 的側(cè)壁中分離出來。圖33CC’表示一種示例器件的CC’橫截面視圖。如圖所示，源極多晶硅3360通過 鎢插頭3362，連接到源極金屬層3356上，鎢插頭在源極多晶硅連接溝道內(nèi)填滿了接觸孔， 并從源極多晶硅電極延伸到源極金屬層3356。源極多晶硅3360還沿著有源柵極溝道，延伸到有源柵極電極3364下方的空間里，從而形成一個(gè)屏蔽電極(源極/屏蔽多晶硅)，將柵極 電極從沉積在半導(dǎo)體襯底(通常連接高電壓)上的漏極區(qū)3366中屏蔽出來。圖33LL’表示一種示例器件的LL’橫截面視圖。與圖33AA’中的不對(duì)稱溝道3306 不同，圖33LL’中的柵極連接溝道3370 (是柵極滑道溝道3306的一個(gè)延伸溝道)具有一 個(gè)關(guān)于溝道的中心線基本對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。在本例中，源極/屏蔽多晶硅3372和柵極多晶硅 3374嵌入在柵極連接溝道3370中。沉積在柵極多晶硅3374和溝道上部分側(cè)壁之間的氧化 層3373的厚度基本均勻，這比包圍在源極/屏蔽多晶硅周圍、以及內(nèi)襯在溝道底部的兩個(gè) 側(cè)壁中的氧化層(例如氧化層3378)要厚許多。柵極多晶硅的頂面凹向外延襯底3366的 頂面，而且它具有一個(gè)多晶硅化物層3375，以便提高沿柵極溝道的柵極電導(dǎo)率。在柵極連接 溝道內(nèi)，填充接觸孔3376開口的鎢插頭，從柵極多晶硅的頂部延伸到沉積在氮化層3384頂 面上的柵極金屬層3378，并將柵極多晶硅電極3374與柵極金屬3378電連接起來。柵極連 接溝道側(cè)壁附近的氮化物隔片3382，延伸到氮化層3384的頂面上。氮化層3384和氮化物 隔片密封了沉積在終止區(qū)中的外延襯底頂面上的氧化層3386。柵極電極3374的頂面位于 氮化物隔片3382的下方。柵極連接溝道3370比有源柵極溝道更寬。上述實(shí)施例提出了 一種帶有柵極滑道溝道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件，它 在某些截面上(例如AA’ )是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在另一些截面上(例如LL’ )卻是基本對(duì)稱結(jié) 構(gòu)。根據(jù)掩膜設(shè)計(jì)，可選的實(shí)施例可以按照同一過程來制備。在一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖 18AA’所示的第二個(gè)掩膜在1806處持續(xù)延伸到有源區(qū)深處，以使光致抗蝕劑能夠完全保護(hù) 溝道1804的兩個(gè)側(cè)壁內(nèi)襯的氧化物，在后續(xù)的濕刻蝕過程中不被刻蝕，按照如圖18LL’和 19LL’所示的類似的方法，根據(jù)上述工藝制成的器件結(jié)構(gòu)正如圖34所示的器件3400，帶有 一個(gè)終止/柵極滑道溝道3402，具有一個(gè)類似于圖33LL’所示的基本對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而不是如 圖33AA’所示的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。還可選擇，通過重新排列第三個(gè)掩膜中的柵極接頭位置，可以 直接在AA’橫截面中的終止/柵極滑道溝道3402上方形成柵極接觸開口 3376，以使終止/ 柵極滑道溝道3402也作為柵極連接溝道。在一些實(shí)施例中，修改第一個(gè)和第四個(gè)掩膜，使 得終止/柵極滑道溝道3402和終止區(qū)附近的有源柵極溝道3302之間的距離增大，以便有 足夠的空間從有源金屬3408中分離柵極金屬3406。在另外一些實(shí)施例中，柵極接觸孔可以 沉積在不對(duì)稱的終止/柵極滑道溝道上方，以便將柵極接頭直接傳遞到柵極金屬。因此，終 止/柵極滑道溝道也可以作為柵極連接溝道。如圖35所示，除了柵極接觸孔3376位于不 對(duì)稱的終止/柵極滑道溝道3506的上方，并在適當(dāng)?shù)奈恢蒙戏指糸_柵極和源極金屬，以便 于柵極接觸之外，器件3500的結(jié)構(gòu)都與圖33AA’所示的器件3300的結(jié)構(gòu)類似。上述示例多表示N-型器件。各種摻雜物的極性反轉(zhuǎn)后，該技術(shù)就可應(yīng)用于P-型 器件。上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)僅用于解釋說明，并不局限本發(fā)明的范圍。本發(fā)明還可通過許 多其他方式實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例僅作為說明，并沒有限制性。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體器件，包括 一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道；以及一個(gè)在襯底中的不對(duì)稱溝道；其中不對(duì)稱溝道具有第一個(gè)溝道壁和第二個(gè)溝道壁；第一個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第一厚度的氧化物；以及第二個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第二厚度的氧化物，不同于第一厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的半導(dǎo)體器件是一種金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的不對(duì)稱溝道為一終止溝道，從 一低勢(shì)能區(qū)中分離出一高勢(shì)能區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的不對(duì)稱溝道還作為一個(gè)柵極 滑道，同有源柵極溝道中的柵極連接在一起。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述的第一厚度大于第二厚度；以及所述的第一個(gè)溝道壁比第二個(gè)溝道壁更靠近終止區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述的第一厚度大于第二厚度；以及所述的第二個(gè)溝道壁比第一個(gè)溝道壁更靠近有源柵極溝道。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的有源柵極溝道內(nèi)襯氧化物，該 有源柵極氧化物的厚度與不對(duì)稱溝道的第二厚度基本相同。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的不對(duì)稱溝道包括一個(gè)頂部柵 極電極和一個(gè)底部源極電極。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的頂部柵極電極寬度小于底部 源極電極的寬度。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的有源柵極電極包括一個(gè)頂部 柵極電極和一個(gè)底部源極電極；頂部柵極電極的寬度大于底部源極電極的寬度。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，還包括一個(gè)在不對(duì)稱溝道附近的終止區(qū)。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括一個(gè)位于襯底中的源極多晶硅接觸溝道； 其特征在于，其中所述的源極多晶硅接觸溝道含有一個(gè)多晶硅電極；以及 所述的多晶硅電極的頂面位于本體區(qū)的底面下方。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，還包括一個(gè)柵極接觸孔，直接設(shè)置 在不對(duì)稱溝道中的第一個(gè)頂部柵極電極上方。
14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的不對(duì)稱溝道比有源柵極溝道要覓。
15.一種半導(dǎo)體器件，包括 一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道；以及一個(gè)在襯底中的源極多晶硅連接溝道；其中所述的源極多晶硅連接溝道含有一個(gè)多晶硅電極；以及所述的多晶硅電極的頂面位于本體區(qū)的底面下方。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的半導(dǎo)體器件還包括一個(gè)用 金屬導(dǎo)體填充的接觸孔，從多晶硅電極延伸到沉積在半導(dǎo)體器件頂面上的源極金屬層。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的接觸孔寬度小于多晶硅電 極的寬度。
18.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的源極多晶硅連接溝道的深 度大于有源柵極溝道的深度。
19.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的源極多晶硅連接溝道比有 源柵極溝道要窄。
20.一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)襯底；一個(gè)在襯底中的有源柵極溝道，包括一個(gè)第一頂部柵極電極和一個(gè)第一底部源極電極；以及一個(gè)柵極滑道溝道，包括一個(gè)第二頂部柵極電極和一個(gè)第二底部源極電極；其中所述的第二頂部柵極電極比第二底部源極電極要窄。
21.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道為終止溝道， 將低勢(shì)能區(qū)與高勢(shì)能區(qū)分離開。
22.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道圍繞并連接 多個(gè)有源柵極溝道。
23.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道含有作為柵 極連接溝道的一部分。
24.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的第二柵極電極的頂面位于 半導(dǎo)體襯底的頂面下方。
25.如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的第二頂部柵極電極，還通過 一個(gè)直接設(shè)置在第二頂部柵極電極上方的柵極接觸孔，連接到柵極金屬上。
26.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，還包括一個(gè)位于柵極滑道溝道的 側(cè)壁頂部附近的氮化物隔片。
27.如權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的第二頂部柵極電極的頂面 位于氮化物隔片底面下方。
28.如權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，源極區(qū)的頂面與氮化物隔片的底 面基本對(duì)齊。
29.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，有源柵極溝道具有一個(gè)內(nèi)襯氧化 物的有源柵極溝道壁，氧化物的第一厚度在有源柵極溝道的頂部，第二厚度在有源柵極溝 道的底部，第二厚度大于第一厚度。
30.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道具有一個(gè)內(nèi)襯氧化物的柵極滑道溝道壁，氧化物的第三厚度在柵極滑道溝道的上部，第四厚度在柵極 滑道溝道的下部，第三厚度大于第四厚度。
31.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道比有源柵極 溝道要寬。
32.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵極滑道溝道具有第一個(gè) 溝道壁和第二個(gè)溝道壁；所述的第一個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第一厚度的氧化物，位于第一個(gè)側(cè)壁和第二個(gè)頂部柵極 電極之間；以及所述的第二個(gè)溝道壁內(nèi)襯具有第二厚度的氧化物，第二厚度不同于第一厚度。
33.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述的第一厚度大于第二厚度；以及所述的第一個(gè)溝道壁比第二個(gè)溝道壁更靠近終止區(qū)。
34.一種用于制備半導(dǎo)體器件的方法，包括制備多個(gè)溝道，包括使用第一個(gè)掩膜；在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第一個(gè)多晶硅區(qū)；形成一個(gè)多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)和一個(gè)終止保護(hù)區(qū)，包括使用第二個(gè)掩膜；在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第二個(gè)多晶硅區(qū)；形成到第一多晶硅區(qū)的第一個(gè)電接觸，形成到第二多晶硅區(qū)的第二個(gè)電接觸，包括使 用第三個(gè)掩膜；沉積一個(gè)金屬層；以及形成一個(gè)源極金屬區(qū)和一個(gè)柵極金屬區(qū)，包括使用第四個(gè)掩膜。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)終 止溝道。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括在終止溝道中形成不對(duì)稱側(cè)壁。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，形成不對(duì)稱側(cè)壁包括，刻蝕一個(gè)氧化層的 一部分，由于使用了第二個(gè)掩膜，因此至少一部分氧化層被覆蓋了。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述的不對(duì)稱側(cè)壁包括第一個(gè)側(cè)壁和第 二個(gè)側(cè)壁，第一個(gè)側(cè)壁的氧化層比第二個(gè)側(cè)壁的厚。
39.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，在多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)和終止保護(hù)區(qū)的形 成過程中，第二個(gè)掩膜覆蓋了終止溝道。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)有 源單元溝道。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)終止溝道；以及終止溝道比有源單元溝道更寬。
42.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述的第二個(gè)多晶硅區(qū)包含在終止溝道 中，并作為柵極滑道，同柵極電連接在一起。
43.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)柵 極滑道，并同第二個(gè)多晶硅區(qū)電連接在一起。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，所述的柵極滑道溝道還起終止溝道的作用。
45.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道為柵極接觸 溝道。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述的柵極接觸溝道包括一個(gè)內(nèi)襯在柵 極接觸溝道內(nèi)的氧化層，該氧化層位于柵極接觸溝道的頂部區(qū)域，其厚度大于柵極接觸溝 道的底部區(qū)域中的氧化層厚度。
47.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，多個(gè)溝道中的至少一個(gè)溝道變成一個(gè)源 極多晶硅接觸溝道。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，還包括形成一個(gè)源極多晶硅接觸開口，從 源極多晶硅接觸溝道上方，延伸到源極多晶硅接觸溝道的中間截面以下。
49.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，制備多個(gè)溝道包括制備多個(gè)溝道開口。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，還包括在多個(gè)溝道開口周圍制備多個(gè)隔片。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，還包括刻蝕多個(gè)所述的溝道開口。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述的多個(gè)溝道開口以自校準(zhǔn)的方式刻蝕。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，還包括在第二個(gè)多晶硅區(qū)的形成之后，除 去所述的隔片。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，還包括植入本體材料，其特征在于，終止區(qū)被終止保護(hù) 區(qū)保護(hù)，并不植入本體材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屏蔽柵極溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件及其制備，該方法包括制備多個(gè)溝道，包含使用第一個(gè)掩膜，在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第一個(gè)多晶硅區(qū)，形成一個(gè)多晶硅間隔介質(zhì)區(qū)和一個(gè)終止保護(hù)區(qū)，包含使用第二個(gè)掩膜，在多個(gè)溝道中的至少若干個(gè)溝道里，形成第二個(gè)多晶硅區(qū)，形成到第一多晶硅區(qū)的第一個(gè)電接觸，形成到第二多晶硅區(qū)的第二個(gè)電接觸，包含使用第三個(gè)掩膜，沉積一個(gè)金屬層，以及形成一個(gè)源極金屬區(qū)和一個(gè)柵極金屬區(qū)，包括使用第四個(gè)掩膜。
文檔編號(hào)H01L29/78GK101997033SQ20101025566
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者哈姆扎·依瑪茲, 安荷·叭剌, 常虹, 李一寬, 李文軍, 陳軍 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司