屏蔽柵溝槽型mosfet及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種屏蔽柵溝槽型MOSFET，包括：硅襯底上部的溝槽，溝槽由氧化膜分為兩部分，溝槽的上部為柵多晶硅，溝槽的下部為源多晶硅；溝槽之間為體區(qū)，體區(qū)的上方是源區(qū)，硅襯底的上方具有層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層上方是金屬層，接觸孔將金屬層和體區(qū)連通；柵多晶硅和氧化膜之間還具有氮化硅層。本發(fā)明還公開(kāi)了所述屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法。本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)柵極介質(zhì)膜和多晶硅間介質(zhì)膜同步生長(zhǎng)，采用ONO結(jié)構(gòu)；在源區(qū)光刻前增加一步表面氮化硅刻蝕工藝，能優(yōu)化多晶硅層間介質(zhì)膜的質(zhì)量，改善了柵源耐壓分布。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
屏蔽柵溝槽型MOSFET及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種屏蔽柵溝槽型M0SFET。本發(fā)明還涉及所述屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有工藝制造屏蔽柵溝槽型MOSFET時(shí)，通常制造方法如下:襯底上淀積氧化膜;定義溝槽圖形;涂光刻膠，氧化膜刻蝕;去除光刻膠，刻蝕形成溝槽;淀積淀積氧化膜形成溝槽側(cè)壁的硬掩膜層;淀積多晶硅;第一次多晶硅刻蝕，去除器件表面多晶硅;第二次多晶硅刻蝕，去除溝槽上半部的多晶硅;去除器件表面和溝槽上半部的硬掩膜層;通過(guò)熱氧化在器件表面、溝槽側(cè)壁和溝槽中剩余多晶硅的表面形成氧化膜作為硬掩膜層;淀積多晶硅，將溝槽填滿(mǎn)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在兩溝槽之間的襯底上形成體區(qū)；通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在體區(qū)上方形成源區(qū)；淀積制作層間介質(zhì)層;淀積制作金屬層?，F(xiàn)有制造方法，多晶硅間氧化膜和柵氧同時(shí)生長(zhǎng)，多晶硅上生長(zhǎng)的氧化膜致密性比較差，并且受到多晶硅回刻蝕之后的形貌影響，厚度不均勻，導(dǎo)致柵源漏電偏高，柵源耐壓分布差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用ONO結(jié)構(gòu)(熱氧化+氮化硅淀積+氮化硅表面濕氧)的屏蔽柵溝槽型MOSFET，并提供一種所述屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法。本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)及其制造方法能優(yōu)化多晶硅層間介質(zhì)膜的質(zhì)量，改善了柵源耐壓分布。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的屏蔽柵溝槽型MOSFET，包括:硅襯底上部的溝槽，溝槽由氧化膜分為兩部分，溝槽的上部為柵多晶硅，溝槽的下部為源多晶硅;溝槽之間為體區(qū)，體區(qū)的上方是源區(qū)，硅襯底的上方具有層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層上方是金屬層，接觸孔將金屬層和體區(qū)連通;柵多晶硅和氧化膜之間還具有氮化硅層。
[0005]其中，所述氮化硅層表面經(jīng)過(guò)濕氧化處理。
[0006]本發(fā)明提供的種屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法，包括:
[0007]I)硅襯底上第一次制作氧化膜；
[0008]2)定義溝槽圖形，打開(kāi)刻蝕窗口；
[0009]3)刻蝕形成溝槽；
[0010]4)第二次制作氧化膜，使溝槽側(cè)壁及底部具有氧化膜；
[0011]6)第一次淀積多晶硅；
[0012]7)第一次多晶硅刻蝕，進(jìn)行器件表面平坦化；
[0013]8)第二次多晶硅刻蝕，去除溝槽上半部的多晶硅；
[0014]9)去除器件表面和溝槽上半部的氧化膜；
[0015]10)第三次制作氧化膜，使器件表面、溝槽側(cè)壁和溝槽中剩余多晶硅的表面形成氧化膜；
[0016]11)淀積氮化硅；
[0017]12)第二次淀積多晶硅，將溝槽填滿(mǎn)，進(jìn)行多晶硅回刻蝕；
[0018]13)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在兩溝槽之間的硅襯底上形成體區(qū)；
[0019]14)通過(guò)干法刻蝕去除器件表面的氮化硅；
[0020]15)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在體區(qū)上方形成源區(qū)；
[0021]16)淀積制作層間介質(zhì)層；
[0022]17)刻蝕制作接觸孔；
[0023]18)在接觸孔中淀積鈦或氮化鈦，并淀積鎢，回刻蝕進(jìn)行器件表面平坦化；
[0024]19)淀積制作金屬層。
[0025]其中，步驟11)還包括對(duì)氮化硅表面濕氧化處理。
[0026]本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)柵極介質(zhì)膜和多晶硅間介質(zhì)膜同步生長(zhǎng)，在源區(qū)光刻前增加一步表面氮化娃刻蝕工藝，采用ONO結(jié)構(gòu)(熱氧化+氮化娃淀積+氮化娃表面濕氧)，能改善現(xiàn)有多晶硅層間介質(zhì)膜致密性差厚度分布不均的問(wèn)題，進(jìn)而改善了柵源耐壓分布。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0028]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029 ]圖2是本發(fā)明制造方法示意圖一。
[0030]圖3是本發(fā)明制造方法示意圖二。
[0031]圖4是本發(fā)明制造方法不意圖二。
[0032]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0033]I硅襯底
[0034]2源多晶硅
[0035]3體區(qū)
[0036]4 源區(qū)
[0037]5柵多晶硅
[0038]6層間介質(zhì)層
[0039]7接觸孔
[0040]8金屬層[0041 ]9氮化硅層
[0042]1氧化層
【具體實(shí)施方式】
[0043 ]如圖1所示，本發(fā)明提供的屏蔽柵溝槽型MOSFET，包括:硅襯底上部的溝槽，溝槽由氧化膜分為兩部分，溝槽的上部為柵多晶硅，溝槽的下部為源多晶硅;溝槽之間為體區(qū)，體區(qū)的上方是源區(qū)，硅襯底的上方具有層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層上方是金屬層，接觸孔將金屬層和體區(qū)連通;柵多晶硅和氧化膜之間還具有氮化硅層，所述氮化硅層表面經(jīng)過(guò)濕氧化處理。
[0044]本發(fā)明提供的種屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法，包括:
[0045]I)如圖2所示，硅襯底上第一次制作氧化膜；
[0046]2)定義溝槽圖形，打開(kāi)刻蝕窗口 ；
[0047]3)刻蝕形成溝槽；
[0048]4)如圖3所示，第二次制作氧化膜，使溝槽側(cè)壁及底部具有氧化膜；
[0049]6)第一次淀積多晶硅；
[0050]7)第一次多晶硅刻蝕，進(jìn)行器件表面平坦化；
[0051 ] 8)第二次多晶硅刻蝕，去除溝槽上半部的多晶硅；
[0052]9)去除器件表面和溝槽上半部的氧化膜；
[0053]10)如圖4所示，第三次制作氧化膜，使器件表面、溝槽側(cè)壁和溝槽中剩余多晶硅的表面形成氧化膜；
[0054]11)淀積氮化硅，對(duì)氮化硅表面濕氧化處理。；
[0055]12)第二次淀積多晶硅，將溝槽填滿(mǎn)，進(jìn)行多晶硅回刻蝕；
[0056]13)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在兩溝槽之間的硅襯底上形成體區(qū)；
[0057]14)通過(guò)干法刻蝕去除器件表面的氮化硅；
[0058]15)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在體區(qū)上方形成源區(qū)；
[0059]16)淀積制作層間介質(zhì)層；
[0060]17)刻蝕制作接觸孔；
[0061]18)在接觸孔中淀積鈦或氮化鈦，并淀積鎢，回刻蝕進(jìn)行器件表面平坦化；
[0062]19)淀積制作金屬層。
[0063]以上通過(guò)【具體實(shí)施方式】和實(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)】
1.一種屏蔽柵溝槽型MOSFET，包括:硅襯底上部的溝槽，溝槽由氧化膜分為兩部分，溝槽的上部為柵多晶硅，溝槽的下部為源多晶硅;溝槽之間為體區(qū)，體區(qū)的上方是源區(qū)，硅襯底的上方具有層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層上方是金屬層，接觸孔將金屬層和體區(qū)連通;其特征在于:柵多晶硅和氧化膜之間還具有氮化硅層。2.如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵溝槽型MOSFET，其特征在于:所述氮化硅層表面經(jīng)過(guò)濕氧化處理。3.一種屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法，其特征在于，包括: 1)硅襯底上第一次制作氧化膜； 2)刻蝕形成溝槽； 3)第二次制作氧化膜； 4)第一次淀積多晶硅； 5)第一次多晶硅刻蝕，進(jìn)行器件表面平坦化； 6)第二次多晶硅刻蝕，去除溝槽上半部的多晶硅； 7)去除器件表面和溝槽上半部的氧化膜； 8)第三次制作氧化膜； 11)淀積氮化硅； 12)第二次淀積多晶硅，將溝槽填滿(mǎn)，進(jìn)行多晶硅回刻蝕； 13)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在兩溝槽之間的硅襯底上形成體區(qū)； 14)通過(guò)干法刻蝕去除器件表面的氮化硅； 15)通過(guò)離子注入和離子推進(jìn)在體區(qū)上方形成源區(qū)； 16)淀積制作層間介質(zhì)層； 17)刻蝕制作接觸孔； 18)在接觸孔中淀積鈦或氮化鈦，并淀積鎢，回刻蝕進(jìn)行器件表面平坦化； 19)淀積制作金屬層。4.如權(quán)利要求3所述屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造方法，其特征在于:步驟11)還包括對(duì)氮化硅表面濕氧化處理。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK106057903SQ201610621817
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月1日
【發(fā)明人】叢茂杰
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司