[发明专利]一种制备沟槽半导体分立器件的方法

权利要求书

1.一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用沟槽掩模对衬底上的外延层注入P型掺杂剂形成P型1区，并在外延层上进行侵蚀而形成多个栅极沟槽；

(2)在外延层表面沉积层间介质，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，然后注入P型和N型掺杂剂，分别形成P型2区和N型源区，之后对外延层表面进行侵蚀形成接触孔沟槽，并对接触孔沟槽进行金属插塞填充；

(3)在器件的表面沉积金属层，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成金属垫层和连线。

2.根据权利要求1所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的上面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层，再通过沟槽掩模暴露出部分氧化层，对暴露出的部分氧化层进行干蚀，直至暴露出外延层，形成在氧化层上多个沟槽掩模开孔，沟槽掩模开孔宽度不一样，其中的宽度范围是0.2um至2.0um，然后清除掉光刻涂层；

b、对表面注入P型掺杂剂，有原氧化层覆盖的部分没有被注入，没有原氧化层覆盖的部分，P型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过一次高温扩散作业将P型掺杂剂推进扩散到外延层中形成P型1区；

c、通过刻蚀在开孔处形成沟槽，该沟槽穿过P型1区延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，然后清除掉所有氧化层；

d、在沟槽暴露着的侧壁和底部，以及外延层的上表面形成栅极氧化层，再在沟槽中沉积N型高掺杂剂的多晶硅，以填充沟槽并覆盖顶面；

e、对在外延层表面上的多晶硅层进行平面腐蚀处理或化学机械抛光。

3.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，在步骤a中，在清除掉光刻涂层后，在暴露出的外延层表面形成一层新氧化层。

4.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，在步骤b中，在表面注入P型掺杂剂后，便沉淀一层氧化层并把在氧化层中的至少一个沟槽掩模开孔封上，封上的开孔宽度可以是0.2um，或0.3um或0.4um或0.5um或0.6um不等，视制备方法而定，然后对氧化层进行干蚀，清除开孔里的氧化层，暴露出开孔里的外延层，接着进入步骤c，不用通过一次高温扩散作业。

5.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，在步骤c中，在刻蚀沟槽前，先沉淀一层氧化层并把在氧化层中的至少一个沟槽掩模开孔封上，然后对氧化层进行干蚀，清除开孔里的氧化层，暴露出开孔里的外延层，之后刻蚀沟槽。

6.根据权利要求1所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

a、在最顶层表面沉积层间介质；

b、在层间介质表面积淀光刻涂层，利用接触孔掩模暴露出部分层间介质，然后对暴露出的部分层间介质进行干蚀，直至暴露出外延层，在层间介质中形成多个接触孔掩模开孔，多个接触孔掩模开孔宽度可以不是全都一样大小，宽度范围是0.2um至1.6um，然后清除掉光刻涂层；

c、在表面注入P型掺杂剂，有层间介质覆盖的部分没有被注入，没有层间介质覆盖的部分，P型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过二次高温扩散作业将P型掺杂剂推进扩散到外延层中形成P型2区，P型1区与P型2区合成为P型基区；

d、在表面注入N型掺杂剂，有层间介质覆盖的部分没有被注入，没有层间介质覆盖的部分，N型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过三次高温扩散作业将N型掺杂剂推进扩散到P型基区中形成N型源区；

e、通过层间介质开孔，对外延层表面进行侵蚀，形成接触孔沟槽，接触孔沟槽穿过N型源区进入到P型基区，之后对接触孔沟槽注入P型高掺杂剂；

f、在接触孔沟槽侧壁、底部以及层间介质表面上依次沉积一层钛层和一层氮化钛层，再对接触孔沟槽进行钨填充以形成沟槽金属插塞。

7.根据权利要求6所述的一种制备沟槽半导体分立器件的方法，其特征在于，在步骤d中，接触孔掩模开孔的宽度不是全都一样大小，在表面注入N型掺杂剂前，先沉淀一层氧化层并把在层间介质中的至少一个接触孔掩模开孔封上，然后对表面注入N型掺杂剂。