[发明专利]自对准电荷平衡的功率双扩散金属氧化物半导体制备方法

权利要求书

1.一种用于制备自对准电荷平衡的半导体器件的方法，其特征在于，该方法包含：

a在第一导电类型的半导体衬底上方，制备一个或多个平面栅极；

b在半导体中刻蚀一个或多个深沟槽，自对准到平面栅极上；

c用第二导电类型的半导体材料填充所述的深沟槽，使深沟槽与半导体衬底的邻近区域达到电荷平衡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中衬底包含一个重掺杂的底层和一个相对轻掺杂的外延层，位于底层上方。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤b包含：在平面栅极上方制备一个顶部栅极绝缘层，将平面栅极和顶部栅极绝缘层用作刻蚀深沟槽的硬掩膜。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，其中步骤c包含：通过选择性的外延生长SEG沟槽内的第二导电类型的半导体材料，将平面栅极和顶部栅极绝缘层用作硬掩膜，填充所述的深沟槽。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，其中步骤b还包含：在刻蚀一个或多个深沟槽之前，在平面栅极的一个或多个对应边处，形成一个或多个侧壁垫片。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，其中侧壁垫片由氮化物制成。

7.如权利要求5所述的方法，还包含在平面栅极附近，半导体衬底的顶面处，进行源极和本体植入，其中在进行源极和本体植入之前，要先除去侧壁垫片。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤c包含：通过沟槽内外延生长第二导电类型的半导体材料，填充所述的深沟槽。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含在平面栅极附近，半导体衬底的顶面处，进行源极和本体植入。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中所蚀刻进行的源极和本体植入，自对准到平面栅极上。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含在半导体衬底中，制备一个终止区，终止区含有一个绝缘层，取代了平面栅极。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中制备终止区包含，在步骤b)中制备深沟槽的同时，在终止区中制备一个深沟槽。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含在半导体器件上方，制备一个顶部绝缘层，在顶部绝缘层中刻蚀接触孔，这些接触孔向下延伸到半导体衬底的平面上。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包含在器件上方制备一个源极金属，在半导体衬底的底部制备一个漏极金属。

15.权利要求1所述的方法，其中用半导体材料填充所述的深沟槽还包含：用锗硅SixGey填充深沟槽。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a包含：在半导体衬底的表面上制备一个或多个绝缘层，并在一个或多个绝缘层上制备一个或多个平面栅极，从而使平面栅极与半导体衬底电绝缘。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，其中步骤b包含：通过一个或多个绝缘物制备一个或多个开口，以裸露衬底的表面；在一个或多个开口的一个或多个侧壁上制备一个或多个侧壁垫片；并且利用无掩膜刻蚀工艺，刻蚀衬底，以自对准的方式形成一个或多个沟槽，其中一个或多个侧壁垫片可以抵抗刻蚀过程的侵袭。

18.依据权利要求1所述的方法制备的自对准电荷平衡的半导体器件，其特征在于，其中相邻的器件沟槽之间的单元间距小于12微米。

19.一种自对准电荷平衡的半导体器件，其特征在于，该半导体器件包含：一个第一导电类型的半导体衬底，具有两个或多个器件单元形成在上面，其中每个单元都含有用第二导电类型的半导体插塞填充的自对准沟槽、形成在半导体衬底中最接近自对准沟槽的源极区和本体区、最接近源极区并与源极区电绝缘的平面栅极、位于栅极上方的一个或多个绝缘层，以及位于一个或多个绝缘层上方与半导体插塞电接触的一个导电层，其中半导体插塞的导电类型与半导体衬底的导电类型相反，并与半导体衬底的相邻部分达到电荷平衡，其中一个指定的一个或多个器件单元的沟槽，与其相邻的单元沟槽之间的间距小于12微米。

20.如权利要求19所述的半导体器件，其特征在于，其中间距为8微米甚至更小。

21.如权利要求19所述的半导体器件，其特征在于，其中间距为8-12微米。