[发明专利]一种沟槽型绝缘栅场效应管及其制造方法有效

申请号：	201110388408.7	申请日：	2011-11-29
公开（公告）号：	CN103137690B	公开（公告）日：	2016-10-26
发明（设计）人：	王邦麟;王雷;王海军	申请（专利权）人：	上海华虹宏力半导体制造有限公司
主分类号：	H01L29/78	分类号：	H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
代理公司：	上海浦一知识产权代理有限公司 31211	代理人：	丁纪铁
地址：	201203 上海市浦东***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种沟槽绝缘场效应及其制造方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽型绝缘栅场效应管。本发明还涉及一种沟槽型绝缘栅场效应管的制造方法。

背景技术

传统的沟槽型绝缘栅场效应管结构(如图1所示)，其特点在于栅氧化层是在沟槽形成后，直接氧化生长的，这样形成的氧化层无论侧面还是底面的其厚度是一致的。通过对器件的耐压特性进行仿真，我们发现此器件在耐高压时，电场最强的区域正是集中在栅极正下方的硅表面区域。

现有优化结构的沟槽型绝缘栅场效应管通过增加沟槽栅底部的氧化层厚度，(如图2所示)，使得器件电场最强的区域被转移到多晶硅栅的两侧，这样可以有效的提高器件的耐压。并且器件的栅漏寄生电容值，是沟槽栅的侧面与底面同N型外延层形成的电容值之和，增加了底面的氧化层厚度，就同时减小了器件的栅漏电容，有助于提高器件的开关特性。但其栅极深度随B值增大而变浅，对外延层电阻的调制效应也减弱，器件的导通电阻也会随之有所增大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种沟槽型绝缘栅场效应管，在提高器件耐压性能，减小器件栅漏电容的同时能降低器件导通电阻。为此，本发明还提供了一种沟槽型绝缘栅场效应管的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的沟槽型绝缘栅场效应管，包括：

P型注入区上方形成有N型外延层，N型外延层上方形成有多个P阱和沟槽，各P阱通过多沟槽彼此隔离；每个P阱的顶部形成有N型有源区和P型有源区，所述P型有源区将N型有源区隔离成两部分，所述N型有源区与沟槽相邻，所述沟槽内具有栅氧化层和多晶硅栅，所述栅氧化层位于多晶硅栅两侧和下方；其中，所述多晶硅栅底部中间位置向多晶硅栅顶部凹陷。

本发明沟槽型绝缘栅场效应管的制造方法，包括：

(1)在硅衬底上制作P型注入区，P型注入区上方制作N型外延层，刻蚀沟槽，注入形成P阱，生长氧化硅；

(2)淀积氮化硅；

(3)刻蚀去除部分氮化硅；

(4)刻蚀去除部分氧化硅；

(5)再次生长氧化硅，形成栅氧化层；

(6)去除氮化硅；

(7)在沟槽内淀积多晶硅，形成多晶硅栅；

(8)刻蚀，注入形成N型有源区，注入形成P型有源区。

本发明的沟槽型绝缘栅场效应管通过增加沟槽栅底部的栅氧化层厚度，使得器件电场最强的区域被转移到了多晶硅栅的两侧，这样一来能有效的提高器件的耐压。并且器件的栅漏寄生电容值，是多晶硅栅的侧面与底部同N型外延层形成的电容值之和，增加沟槽底部的氧化层厚度，就同时减小了器件的栅漏电容，有助于提高器件的开关特性。本发明的沟槽型绝缘栅场效应管，在提高器件耐压性能，减小器件栅漏电容的同时能降低器件导通电阻。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是一种传统沟槽型绝缘栅场效应管的示意图。

图2是一种改良沟槽型绝缘栅场效应管的示意图

图3是本发明绝缘栅场效应管的示意图。

图4是本发明绝缘栅场效应管制造方法的流程图。

图5是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图一，显示步骤(1)形成的器件。

图6是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图二，显示步骤(2)形成的器件。

图7是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图三，显示步骤(3)形成的器件。

图8是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图四，显示步骤(4)形成的器件。

图9是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图五，显示步骤(5)形成的器件。

图10是本发明绝缘栅场效应管制造方法的示意图六，显示步骤(6)形成的器件。