[发明专利]沟槽形栅极的金属-绝缘体-硅器件的结构和制造方法

权利要求书

1.一种制造MIS器件的方法，包括：

提供一个以第一导电类型的杂质掺杂的半导体衬底；

在一半导体衬底上生长一第二导电类型的外延层；

在该外延层的表面上形成一沟槽掩模，该沟槽掩模具有在该器件的有源区中的第一孔和在该器件的接线端区中的第二孔，该接线端区位于该有源区与一通道终止区之间；

通过该沟槽掩模中的第一和第二孔刻蚀该外延层，以形成第一和第二沟槽，该第二沟槽基本比该第一沟槽宽；

去除该沟槽掩模；

在该第一和第二沟槽的壁上形成一第一非导电层；

向该第一和第二沟槽中沉积一导电栅极材料层，该导电栅极材料层溢出该沟槽至该衬底的表面上；

刻蚀该导电栅极材料，使得该第一沟槽中的该导电栅极材料的表面降低至比该衬底的表面低的水平，而该第二沟槽中的导电栅极材料基本被去除；

向该外延层的表面上、该第一沟槽中的栅极材料上和该第二沟槽中沉积一第二非导电层；

在该第二非导电层上形成一接触掩模，该接触掩模具有衬底接触孔和栅极接触孔；

通过该接触掩模的孔刻蚀该第二非导电层，以在该第二非导电层中形成衬底接触孔和栅极接触孔；

去除该接触掩模；以及

在该第二非导电层上沉积一第二导电层，该第二导电层通过该衬底接触孔延伸以形成与衬底的接触，该第二导电层通过该栅极接触孔延伸以形成与该导电栅极材料的接触。

2.如权利要求1的方法，包括：

在该第二导电层上形成一金属掩模，该金属掩模具有孔；以及

通过该金属掩模中的孔刻蚀该第二导电层。

3.一种沟槽栅极型MIS器件，包括一有源器件区和一通道终止区，该器件包括：

一半导体衬底，通常掺杂为第一导电类型；

一外延层，位于该衬底上；

一第一沟槽，形成在该器件的有源区中的外延层中，一绝缘层沿该沟槽的壁设置，该沟槽含有一种导电栅极材料，该导电栅极材料的表面处于比该外延层的表面低的水平；

一第二沟槽，形成在该外延层的位于该有源区与该通道终止区之间的位置，在该第二沟槽的至少一个位置中，该第二沟槽基本比该第一沟槽宽；

一非导电层，位于该有源区中的外延层上，该非导电层具有在有源区中的孔；以及

一导电层位于该非导电层上，该导电层包括一载流部分和一栅极总线部分，该载流部分位于该有源区中，该栅极总线部分位于该有源区与该通道终止区之间，该载流部分通过该非导电层中的孔延伸，以形成与该外延层之间的电接触，

其中位于该导电层的栅极总线部分下面的非导电层的厚度基本与位于该导电层的载流部分下面的非导电层的厚度相同。

4.如权利要求3的沟槽栅极型MIS器件，还包括一第三沟槽，其位于该栅极总线的下面的外延层中，该第三沟槽包含导电栅极材料，该非导电层具有第二孔，通过该第二孔，该导电层的栅极总线部分与该第三沟槽中的栅极材料电接触。

5.一种沟槽栅极型MIS器件，具有一有源区和一栅极总线区，该器件包括：

一半导体衬底，一第一沟槽形成在该有源区中的衬底中，一第二沟槽形成在该栅极总线区中的衬底中，一绝缘层沿该第一和第二沟槽中的每一个的壁设置，该第一和第二沟槽中的每一个包含一种导电栅极材料，在该第二沟槽的位置的至少一个中，该第二沟槽比该第一沟槽宽且深，该第二沟槽中的导电栅极材料与一栅极总线电接触；

至少一对保护性沟槽形成在该第二沟槽的相对的两侧，该第二沟槽比该保护性沟槽深，该保护性沟槽中的每一个包含导电栅极材料，该保护性沟槽中的导电栅极材料与该第二沟槽中的导电栅极材料电接触。

6.如权利要求5的沟槽栅极型MIS，其中在该保护性沟槽中的至少一个与该第二沟槽之间的平台有助于电浮置(electrically float)。

7.如权利要求5的沟槽栅极型MIS，其中该保护性沟槽具有基本与该第一沟槽相同的宽度和深度。