[发明专利]沟槽栅超结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅超结器件，其特征在于，包括：

由交替排列的第二导电类型柱和第一导电类型柱组成的超结结构，所述第二导电类型柱由填充于形成于第一导电类型外延层中的超结沟槽中的第二导电类型外延层组成，所述第一导电类型柱由各所述第二导电类型柱之间的所述第一导电类型外延层组成；

沟槽栅包括形成于栅极沟槽的侧面的栅介质层和形成于所述栅极沟槽底部表面的底部介质层以及填充于所述栅极沟槽中的多晶硅栅；所述栅极沟槽为通过对所述超结沟槽顶部的所述第二导电类型外延层进行回刻形成，使得所述栅极沟槽和所述超结沟槽呈自对准结构，所述沟槽栅和所述第二导电类型柱呈自对准结构，从而消除所述沟槽栅对所述超结结构的步进的影响。

2.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件，其特征在于，还包括：

体区，由形成于所述第一导电类型外延层表面的第二导电类型阱组成，所述多晶硅栅侧面覆盖所述体区，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述体区表面用于形成沟道；

源区，由形成于所述体区表面的第一导电类型重掺杂区组成；

层间膜，穿过所述层间膜的接触孔和由正面金属层图形化形成的源极和栅极，所述源极通过对应的接触孔连接底部的所述源区和所述体区，所述栅极通过对应的接触孔连接所述多晶硅栅；

漏区，由形成于所述第一导电类型外延层背面的第一导电类型重掺杂区组成；

在所述漏区的背面形成有由背面金属层组成的漏极。

3.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：所述栅介质层由氧化层组成，所述底部介质层由氧化层组成。

4.如权利要求3所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：所述底部介质层的厚度大于所述栅介质层的厚度。

5.如权利要求权1至4中任一权项所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：沟槽栅超结器件为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，所述沟槽栅超结器件为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。

6.一种沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供第一导电类型外延层，通过光刻工艺定义出第二导电类型柱的形成区域；

步骤二、对所述第二导电类型柱的形成区域的所述第一导电类型外延层进行刻蚀形成超结沟槽；

步骤三、在所述超结沟槽中填充第二导电类型外延层形成第二导电类型柱，由交替排列的所述第二导电类型柱和所述第一导电类型柱组成的超结结构，所述第一导电类型柱由各所述第二导电类型柱之间的所述第一导电类型外延层组成；

步骤四、采用步骤一中所述第二导电类型柱的形成区域的光刻工艺自对准定义出栅极沟槽的形成区域，对所述栅极沟槽的形成区域中的所述超结沟槽顶部的所述第二导电类型外延层进行回刻形成所述栅极沟槽；

步骤五、在所述栅极沟槽的底部形成底部介质层，在所述栅极沟槽的侧面形成栅介质层，在所述栅极沟槽中填充多晶硅形成多晶硅栅；所述沟槽栅和所述第二导电类型柱呈自对准结构，用以消除所述沟槽栅对所述超结结构的步进的影响。

7.如权利要求6所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：步骤一中在进行光刻工艺之前还包括在所述第一导电类型外延层的表面形成硬质掩模层的步骤；

定义出所述第二导电类型柱的形成区域之后将所述第二导电类型柱的形成区域中的所述硬质掩模层去除，并以所述硬质掩模层作为步骤二中所述超结沟槽刻蚀时的掩模。

8.如权利要求7所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：步骤三中填充所述第二导电类型外延层还需对采用化学机械研磨工艺对所述第二导电类型外延层进行回刻，该回刻将所述超结沟槽外的所述第二导电类型外延层去除并以所述硬质掩模层为终止层。

9.如权利要求8所述的沟槽栅超结器件的制造方法，其特征在于：步骤四中以回刻后剩余的所述硬质掩模层自对准定义出栅极沟槽的形成区域。