溝槽柵場效應(yīng)晶體管及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管，包括：漂移區(qū)和體區(qū)，溝槽穿過體區(qū)并進(jìn)入到漂移區(qū)中；在溝槽中形成有柵介質(zhì)層和多晶硅柵；在溝槽的底部的漂移區(qū)中形成有反摻雜層，反摻雜層由第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成，第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)在溝槽形成后以及柵介質(zhì)層和多晶硅柵形成前通過垂直的離子注入形成并使反摻雜層自對(duì)準(zhǔn)位于溝槽的底部，反摻雜層用于降低溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，能在不降低漂移區(qū)的摻雜濃度和增加漂移區(qū)的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。本發(fā)明還公開了一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法。本發(fā)明能提高器件的擊穿電壓同時(shí)不犧牲器件的其它性能。
【專利說明】
溝槽柵場效應(yīng)晶體管及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管。本發(fā)明還涉及一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與平面型場效應(yīng)晶體管相比，溝槽柵型場效應(yīng)晶體管具有器件密度大、驅(qū)動(dòng)電流高的優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示，是現(xiàn)有溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；以N型器件為例，現(xiàn)有溝槽柵場效應(yīng)晶體管包括:
[0003 ] N型的漂移區(qū)1I和P型的體區(qū)102，所述體區(qū)102位于所述漂移區(qū)1I的表面;所述漂移區(qū)101形成于半導(dǎo)體襯底表面。
[0004]溝槽，所述溝槽穿過所述體區(qū)102并進(jìn)入到所述漂移區(qū)101中。
[0005]在溝槽的內(nèi)部表面形成有柵介質(zhì)層103，在所述溝槽中填充有多晶硅柵104;被所述多晶硅柵104側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)102表面用于形成溝道。
[0006]在所述體區(qū)102表面形成有由N型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)105。
[0007]在所述漂移區(qū)101背面形成有N型重?fù)诫s的漏區(qū)106，漏區(qū)106能夠通過對(duì)半導(dǎo)體襯底背面減薄后進(jìn)行背面注入形成。
[0008]由正面金屬層圖形化形成的源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵104連接，所述源區(qū)105和所述體區(qū)102通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極。
[0009]背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)106接觸并作為漏極。
[0010]現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，溝槽底部的漂移區(qū)1I是整個(gè)漂移區(qū)101中電力線最集中的區(qū)域，也是最容易發(fā)生擊穿的地方。
[0011]由于溝槽底部漂移區(qū)101較低的擊穿電壓，器件不得不采用更低的漂移區(qū)101摻雜濃度和更厚的漂移區(qū)101，以達(dá)到器件的擊穿電壓目標(biāo)。但這樣會(huì)犧牲器件導(dǎo)通電阻等性會(huì)K。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管，能提高器件的擊穿電壓同時(shí)不犧牲器件的其它性能。為此，本發(fā)明還提供一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種的溝槽柵場效應(yīng)晶體管包括:
[0014]第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)和第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)位于所述漂移區(qū)的表面;所述漂移區(qū)形成于半導(dǎo)體襯底表面。
[0015]溝槽，所述溝槽穿過所述體區(qū)并進(jìn)入到所述漂移區(qū)中。
[0016]在溝槽的內(nèi)部表面形成有柵介質(zhì)層，在所述溝槽中填充有多晶硅柵;被所述多晶硅柵側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道。
[0017]在所述溝槽的底部的所述漂移區(qū)中形成有反摻雜層，所述反摻雜層由第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)在所述溝槽形成后以及在所述溝槽中形成所述柵介質(zhì)層和所述多晶硅柵之前通過垂直的離子注入形成并使所述反摻雜層自對(duì)準(zhǔn)位于所述溝槽的底部，所述反摻雜層用于降低所述溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。
[0018]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度小于等于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度。
[0019]或者，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度大于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層和鄰接的所述漂移區(qū)之間形成PN結(jié)。
[0020]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述反摻雜層和所述溝槽的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層的向上延伸部分和所述溝槽的側(cè)面接觸。
[0021]或者，所述反摻雜層位于所述溝槽的底部表面的底部且不接觸。
[0022]進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述體區(qū)表面形成有由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)；在所述漂移區(qū)背面形成有第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)。
[0023I進(jìn)一步的改進(jìn)是，還包括:
[0024]由正面金屬層圖形化形成的源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵連接，所述源區(qū)和所述體區(qū)通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極。
[0025]背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)接觸并作為漏極。
[0026]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。
[0027]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述柵介質(zhì)層為氧化層。
[0028]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型;或者，所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
[0029]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法包括如下步驟:
[0030]步驟一、在半導(dǎo)體襯底表面形成第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)。
[0031]步驟二、在形成有所述漂移區(qū)的所述半導(dǎo)體襯底表面形成硬質(zhì)掩模層。
[0032]步驟三、光刻定義溝槽的形成區(qū)域，將所述溝槽的形成區(qū)域的所述硬質(zhì)掩模層去除，所述溝槽的形成區(qū)域外的所述硬質(zhì)掩模層保留。
[0033]步驟四、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成所述溝槽，所述溝槽位于所述漂移區(qū)中且所述溝槽的深度大于后續(xù)形成的體區(qū)的深度。
[0034]步驟五、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的垂直離子注入，該垂直離子注入在所述溝槽的底部的所述漂移區(qū)中自對(duì)準(zhǔn)注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，由所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成反摻雜層，所述反摻雜層用于降低所述溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。
[0035]步驟六、去除所述硬質(zhì)掩模層。
[0036]步驟七、在所述溝槽的內(nèi)部表面形成柵介質(zhì)層，在所述溝槽中填充有多晶硅柵；
[0037]步驟八、在所述漂移區(qū)表面形成第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；被所述多晶硅柵側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道。
[0038]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度小于等于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度。
[0039]或者，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度大于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層和鄰接的所述漂移區(qū)之間形成PN結(jié)。
[0040]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述反摻雜層和所述溝槽的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層的向上延伸部分和所述溝槽的側(cè)面接觸。
[0041]或者，所述反摻雜層位于所述溝槽的底部表面的底部且不接觸。
[0042I進(jìn)一步的改進(jìn)是，還包括步驟:
[0043]步驟九、在所述體區(qū)表面形成由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)。
[0044]步驟十、對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行背面減薄并進(jìn)行背面離子注入在所述漂移區(qū)背面形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)。
[0045]進(jìn)一步的改進(jìn)是，還包括:
[0046]步驟九之后、步驟十之前還包括如下正面工藝:
[0047]在所述半導(dǎo)體襯底正面形成層間膜，形成穿過所述層間膜的接觸孔，形成正面金屬層并形化形成源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵連接，所述源區(qū)和所述體區(qū)通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極。
[0048]步驟十之后還包括如下背面工藝:
[0049]形成背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)接觸并作為漏極。
[0050]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟七中采用熱氧化工藝在所述溝槽的內(nèi)部表面形成所述柵介質(zhì)層。
[0051]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述硬質(zhì)掩模層由氧化娃和氮化娃疊加形成。
[0052]本發(fā)明通過在溝槽底部的漂移區(qū)中形成反摻雜層，反摻雜層中的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)能使反摻雜層的第一導(dǎo)電類型凈雜質(zhì)減少或者直接轉(zhuǎn)換成第二導(dǎo)電類型凈雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)，這都能降低溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，從而提高器件的擊穿電壓。
[0053]另外，本發(fā)明的反摻雜層的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)是通過溝槽形成后柵介質(zhì)層和多晶硅柵形成之前通過垂直的離子注入形成，反摻雜層和溝槽具有自對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，這樣使得反摻雜層能精確定位于溝槽的底部，從而不會(huì)對(duì)其它區(qū)域的漂移區(qū)的摻雜產(chǎn)生影響，所以本發(fā)明能夠在不改變漂移區(qū)的工藝條件如摻雜濃度和厚度的條件下提高器件的擊穿電壓;而由于本發(fā)明提高器件的擊穿電壓不用改變漂移區(qū)的工藝條件，所以器件的其它性能如導(dǎo)通電阻能夠得到保持。
【附圖說明】
[0054]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0055]圖1是現(xiàn)有溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法中的器件結(jié)構(gòu)意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例一溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例一溝槽柵場效應(yīng)晶體管包括:
[0060]第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)I和第二導(dǎo)電類型的體區(qū)2，所述體區(qū)2位于所述漂移區(qū)I的表面;所述漂移區(qū)I形成于半導(dǎo)體襯底表面。較佳為，所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底。
[0061 ]溝槽，所述溝槽穿過所述體區(qū)2并進(jìn)入到所述漂移區(qū)I中。
[0062]在溝槽的內(nèi)部表面形成有柵介質(zhì)層3，在所述溝槽中填充有多晶硅柵4;被所述多晶硅柵4側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)2表面用于形成溝道。較佳為，所述柵介質(zhì)層3為氧化層。
[0063]在所述溝槽的底部的所述漂移區(qū)I中形成有反摻雜層7a，所述反摻雜層7a由第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)在所述溝槽形成后以及在所述溝槽中形成所述柵介質(zhì)層3和所述多晶硅柵4之前通過垂直的離子注入形成并使所述反摻雜層7a自對(duì)準(zhǔn)位于所述溝槽的底部，所述反摻雜層7a用于降低所述溝槽底部的漂移區(qū)I的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)I的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)I的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例一中，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度大于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層7a的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層7a和鄰接的所述漂移區(qū)I之間形成PN結(jié)。在其它實(shí)施例中，也能為:所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度小于等于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層7a的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層7a的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度。
[0065]所述反摻雜層7a和所述溝槽的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層7a的向上延伸部分和所述溝槽的側(cè)面接觸。由圖2所示可知，所述反摻雜層7a和所述漂移區(qū)I之間形成的PN結(jié)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)并將所述溝槽的底部包圍。
[0066]在所述體區(qū)2表面形成有由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)5;在所述漂移區(qū)I背面形成有第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)6。
[0067]還包括:
[0068]由正面金屬層圖形化形成的源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵4連接，所述源區(qū)5和所述體區(qū)2通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極。
[0069]背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)6接觸并作為漏極。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例一中，所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型;所述反摻雜層7a的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)能為硼，銦等。在其它實(shí)施例中，也能為:所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型，所述反摻雜層7a的第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)能為砷，磷，銻等。
[0071]如圖3所示，是本發(fā)明實(shí)施例二溝槽柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例二溝槽柵場效應(yīng)晶體管和本發(fā)明實(shí)施例一溝槽柵場效應(yīng)晶體管的區(qū)別之處為，本發(fā)明實(shí)施例二中的所述反摻雜層7b位于所述溝槽的底部表面的底部且不接觸。
[0072]如圖4所示，是本發(fā)明實(shí)施例一溝槽203柵場效應(yīng)晶體管的制造方法中的器件結(jié)構(gòu)意圖，本發(fā)明實(shí)施例一溝槽203柵場效應(yīng)晶體管的制造方法包括如下步驟:
[0073]步驟一、在半導(dǎo)體襯底表面形成第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)I。
[0074]步驟二、在形成有所述漂移區(qū)I的所述半導(dǎo)體襯底表面形成硬質(zhì)掩模層。較佳為，所述硬質(zhì)掩模層由氧化娃201和氮化娃202疊加形成。
[0075]步驟三、光刻定義溝槽203的形成區(qū)域，將所述溝槽203的形成區(qū)域的所述硬質(zhì)掩模層去除，所述溝槽203的形成區(qū)域外的所述硬質(zhì)掩模層保留。
[0076]步驟四、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成所述溝槽203，所述溝槽203位于所述漂移區(qū)I中且所述溝槽203的深度大于后續(xù)形成的體區(qū)2的深度。
[0077]步驟五、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的垂直離子注入，該垂直離子注入在所述溝槽203的底部的所述漂移區(qū)I中自對(duì)準(zhǔn)注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)204。對(duì)所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)204進(jìn)行退火后形成如圖2所示的由所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)204和所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成反摻雜層7a，所述反摻雜層7a用于降低所述溝槽203底部的漂移區(qū)I的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)I的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)I的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。
[0078]本發(fā)明實(shí)施例一方法中，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)204的濃度大于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層7a的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層7a和鄰接的所述漂移區(qū)I之間形成PN結(jié)。在其它實(shí)施例方法中也能為:所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)204的濃度小于等于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層7a的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層7a的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)I的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度。
[0079]如圖2所示，所述反摻雜層7a和所述溝槽203的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層7a的向上延伸部分和所述溝槽203的側(cè)面接觸。在其它實(shí)施例方法中也能為:如圖3所示，所述反摻雜層7b位于所述溝槽203的底部表面底部且不接觸。
[0080]步驟六、去除所述硬質(zhì)掩模層。
[0081 ]步驟七、如圖2所示，在所述溝槽203的內(nèi)部表面形成柵介質(zhì)層3，在所述溝槽203中填充有多晶硅柵4。較佳為，采用熱氧化工藝在所述溝槽203的內(nèi)部表面形成所述柵介質(zhì)層3。
[0082]步驟八、如圖2所示，在所述漂移區(qū)I表面形成第二導(dǎo)電類型的體區(qū)2;被所述多晶硅柵4側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)2表面用于形成溝道。
[0083]如圖2所示，還包括步驟:
[0084]步驟九、在所述體區(qū)2表面形成由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)5。
[0085]在所述半導(dǎo)體襯底正面形成層間膜，形成穿過所述層間膜的接觸孔，形成正面金屬層并形化形成源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵4連接，所述源區(qū)5和所述體區(qū)2通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極。
[0086]步驟十、對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行背面減薄并進(jìn)行背面離子注入在所述漂移區(qū)I背面形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)6。
[0087]形成背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)6接觸并作為漏極。
[0088]以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，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)】
1.一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括: 第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)和第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)位于所述漂移區(qū)的表面;所述漂移區(qū)形成于半導(dǎo)體襯底表面； 溝槽，所述溝槽穿過所述體區(qū)并進(jìn)入到所述漂移區(qū)中； 在溝槽的內(nèi)部表面形成有柵介質(zhì)層，在所述溝槽中填充有多晶硅柵;被所述多晶硅柵側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道； 在所述溝槽的底部的所述漂移區(qū)中形成有反摻雜層，所述反摻雜層由第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)在所述溝槽形成后以及在所述溝槽中形成所述柵介質(zhì)層和所述多晶硅柵之前通過垂直的離子注入形成并使所述反摻雜層自對(duì)準(zhǔn)位于所述溝槽的底部，所述反摻雜層用于降低所述溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓。2.如權(quán)利要求1所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于: 所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度小于等于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度； 或者，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度大于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層和鄰接的所述漂移區(qū)之間形成PN結(jié)。3.如權(quán)利要求2所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于:所述反摻雜層和所述溝槽的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層的向上延伸部分和所述溝槽的側(cè)面接觸； 或者，所述反摻雜層位于所述溝槽的底部表面的底部且不接觸。4.如權(quán)利要求1所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于:在所述體區(qū)表面形成有由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)； 在所述漂移區(qū)背面形成有第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)。5.如權(quán)利要求4所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于，還包括: 由正面金屬層圖形化形成的源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵連接，所述源區(qū)和所述體區(qū)通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極； 背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)接觸并作為漏極。6.如權(quán)利要求1所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于:所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。7.如權(quán)利要求1所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于:所述柵介質(zhì)層為氧化層。8.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管，其特征在于:所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型;或者，所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。9.一種溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、在半導(dǎo)體襯底表面形成第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)； 步驟二、在形成有所述漂移區(qū)的所述半導(dǎo)體襯底表面形成硬質(zhì)掩模層； 步驟三、光刻定義溝槽的形成區(qū)域，將所述溝槽的形成區(qū)域的所述硬質(zhì)掩模層去除，所述溝槽的形成區(qū)域外的所述硬質(zhì)掩模層保留； 步驟四、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成所述溝槽，所述溝槽位于所述漂移區(qū)中且所述溝槽的深度大于后續(xù)形成的體區(qū)的深度； 步驟五、以所述硬質(zhì)掩模層為掩模進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的垂直離子注入，該垂直離子注入在所述溝槽的底部的所述漂移區(qū)中自對(duì)準(zhǔn)注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，由所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)和所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)疊加形成反摻雜層，所述反摻雜層用于降低所述溝槽底部的漂移區(qū)的電場強(qiáng)度，能在不降低所述漂移區(qū)的摻雜濃度和增加所述漂移區(qū)的厚度的條件下提高器件的擊穿電壓； 步驟六、去除所述硬質(zhì)掩模層； 步驟七、在所述溝槽的內(nèi)部表面形成柵介質(zhì)層，在所述溝槽中填充有多晶硅柵； 步驟八、在所述漂移區(qū)表面形成第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；被所述多晶硅柵側(cè)面覆蓋的所述體區(qū)表面用于形成溝道。10.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于: 所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度小于等于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第一導(dǎo)電類型且所述反摻雜層的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度低于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型摻雜濃度； 或者，所述第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度大于所述漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的濃度，所述反摻雜層的凈摻雜類型為第二導(dǎo)電類型，所述反摻雜層和鄰接的所述漂移區(qū)之間形成PN結(jié)。11.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于:所述反摻雜層和所述溝槽的底部表面接觸并向上延伸且所述反摻雜層的向上延伸部分和所述溝槽的側(cè)面接觸； 或者，所述反摻雜層位于所述溝槽的底部表面的底部且不接觸。12.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于，還包括步驟: 步驟九、在所述體區(qū)表面形成由第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成的源區(qū)； 步驟十、對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行背面減薄并進(jìn)行背面離子注入在所述漂移區(qū)背面形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的漏區(qū)。13.如權(quán)利要求12所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于，還包括: 步驟九之后、步驟十之前還包括如下正面工藝: 在所述半導(dǎo)體襯底正面形成層間膜，形成穿過所述層間膜的接觸孔，形成正面金屬層并形化形成源極和柵極，所述柵極通過接觸孔和所述多晶硅柵連接，所述源區(qū)和所述體區(qū)通過頂部的所述接觸孔連接到所述源極； 步驟十之后還包括如下背面工藝: 形成背面金屬層，所述背面金屬層和所述漏區(qū)接觸并作為漏極。14.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于:所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。15.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于:步驟七中采用熱氧化工藝在所述溝槽的內(nèi)部表面形成所述柵介質(zhì)層。16.如權(quán)利要求9所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于:所述硬質(zhì)掩模層由氧化硅和氮化硅疊加形成。17.如權(quán)利要求0-16中任一權(quán)利要求所述的溝槽柵場效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于:所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型；或者，所述溝槽柵場效應(yīng)晶體管為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK106057905SQ201610675000
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月16日
【發(fā)明人】錢文生
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司