[发明专利]在带有三掩膜屏蔽栅工艺的沟槽中直接接触

权利要求书

1.一种用于制备屏蔽栅极沟槽半导体器件的方法，其特征在于，包括：

步骤a：将沟槽掩膜作为第一掩膜，用于半导体衬底；

步骤b：刻蚀半导体衬底，形成晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)，它们的宽度分别为晶体管元沟槽宽度(W1)、栅极沟槽宽度(W2)和源极沟槽宽度(W3)，其中源极沟槽(TR3)是最宽和最深的沟槽，源极沟槽宽度(W3)取决于栅极沟槽(TR2)的深度(D2)；

步骤c：在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)的底部，制备第一导电材料，以形成源极电极；

步骤d：在晶体管元沟槽(TR1)和栅极沟槽(TR2)中的第一导电材料上方，制备第二导电材料，以形成栅极电极，其中第一和第二导电材料相互分离，并通过绝缘材料，与半导体衬底分离；

步骤e：在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)上方，沉积第一绝缘层，其中用绝缘物填满源极沟槽(TR3)的顶部；

步骤f：在衬底的顶部，制备一个本体层；

步骤g：在本体层的顶部，制备一个源极层；

步骤h：在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)以及源极的上方，制备第二绝缘层；

步骤i：在第二绝缘层上方，运用接触掩膜作为第二掩膜；

步骤j：在源极沟槽(TR3)中形成源极电极接触，在栅极沟槽(TR2)中形成栅极电极接触，并形成源极/本体接触到半导体衬底；以及

步骤k：运用一个金属掩膜作为第三掩膜，在第二绝缘层上方，制备源极金属和栅极金属。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤k包括：

在第二绝缘层上方，沉积一个金属层；

在金属层上方，使用所述的金属掩膜作为第三掩膜；以及

通过金属掩膜，刻蚀金属层，形成栅极金属和源极金属。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a包括：

在半导体衬底上方，沉积一个氧化层；以及

用第一掩膜形成氧化层的图案，以制备一个硬掩膜。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，晶体管元沟槽宽度(W1)为0.3微米至0.5微米；栅极沟槽宽度(W2)为0.6微米至0.9微米；以及源极沟槽宽度(W3)为1.2微米至2.0微米。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，源极沟槽宽度(W3)与栅极沟槽宽度(W2)之比的比例为1.5至3。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，源极沟槽宽度(W3)与栅极沟槽的深度(D2)之比的比例为1.1至1.3。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c包括：

在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)的侧壁上，制备一个氧化层；

在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)中，原位沉积第一导电材料；以及

回刻第一导电材料。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，氧化层的厚度为1500埃至2500埃。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d包括：

在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)中的源极电极上方，制备一个介质层；

对介质层进行化学机械抛光和/或回刻到预设厚度，以制备硅间介质层；

在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)的裸露部分的侧壁上，生长栅极氧化物；以及

在晶体管元沟槽(TR1)、栅极沟槽(TR2)和源极沟槽(TR3)中，沉积第二导电材料，沉积的预设厚度要填满晶体管元沟槽(TR1)和栅极沟槽(TR2)，但不填满源极沟槽(TR3)。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，栅极氧化物的厚度在250埃至1000埃的范围内。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，选择源极沟槽的宽度(W3)，并选择沉积一定量的第二导电材料，使源极沟槽(TR3)中的第二导电材料中留有一个缝隙。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的缝隙的宽度为0.1微米至0.3微米。