[发明专利]沟槽型场效应晶体管结构及其制备方法

权利要求书

1.一种沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

提供第一掺杂类型的衬底，并于所述衬底上形成所述第一掺杂类型的外延层；

于所述外延层中形成若干个器件沟槽，于所述器件沟槽的内壁形成第一屏蔽介质层，并于所述第一屏蔽介质层表面形成第一屏蔽栅层，所述第一屏蔽栅层至少填充所述器件沟槽的底部，且所述第一屏蔽介质层的上表面低于所述第一屏蔽栅层的上表面，所述第一屏蔽栅层与所述第一屏蔽介质层的上表面均低于所述外延层的上表面；

于所述第一屏蔽栅层上形成第二屏蔽介质层，所述第二屏蔽介质层至少覆盖所述第一屏蔽栅层显露的表面，并于所述第二屏蔽介质层上形成第二屏蔽栅层；

于所述第二屏蔽栅层上形成第三屏蔽介质层，所述第三屏蔽介质层至少覆盖所述第二屏蔽栅层显露的表面；

于所述器件沟槽的侧壁及所述第三屏蔽介质层表面形成栅介质层，以于所述器件沟槽中形成栅极沟槽，并在所述栅极沟槽中填充形成栅极层；

于所述器件沟槽两侧的所述外延层中形成第二掺杂类型的体区，并于所述体区中形成所述第一掺杂类型的源极；以及

至少于所述外延层中形成与所述体区及所述源极均电连接的上金属结构，以及于所述衬底远离所述外延层的一侧形成与所述衬底电连接的下金属结构。

2.根据权利要求1所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，形成所述第一屏蔽介质层及所述第一屏蔽栅层的方法包括如下步骤：

于所述器件沟槽的内壁沉积第一屏蔽介质材料层，所述第一屏蔽介质材料层延伸至所述器件沟槽周围的所述外延层上；

于所述第一屏蔽介质材料层表面沉积第一屏蔽栅材料层，所述第一屏蔽栅材料层填充满所述器件沟槽并延伸至所述器件沟槽周围的所述第一屏蔽介质材料层上；以及

对所述第一屏蔽介质材料层及所述第一屏蔽栅材料层进行回刻，以得到所述第一屏蔽介质层及所述第一屏蔽栅层。

3.根据权利要求2所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，采用湿法刻蚀对所述第一屏蔽介质材料层进行回刻，使所述第一屏蔽栅层形成凸出于所述第一屏蔽介质层的凸出部分，所述凸出部分的侧部基于所述第一屏蔽介质材料层的回刻形成侧边凹槽，以使所述第一屏蔽介质层的上表面低于所述第一屏蔽栅层的上表面。

4.根据权利要求1所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述第二屏蔽介质层包括形成于所述第一屏蔽栅层侧部的凹槽部，所述凹槽部基于所述第二屏蔽介质层远离所述第一屏蔽栅层的表面围成，其中，所述第二屏蔽栅层包括与所述凹槽部对应的凸部以及形成于所述凸部上并与所述凸部连接的体部。

5.根据权利要求1所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，形成所述第二屏蔽介质层及所述第二屏蔽栅层的方法包括如下步骤：

于形成有所述第一屏蔽介质层及所述第一屏蔽栅层的结构上形成第二屏蔽介质材料层，所述第二屏蔽介质材料层形成于所述第一屏蔽介质层的上表面、所述第一屏蔽栅层上表面并延伸至所述器件沟槽的侧壁及所述器件沟槽周围的所述外延层表面；

于所述第二屏蔽介质材料层表面形成所述第二屏蔽栅层；以及

对所述第二屏蔽介质材料层进行回刻，以形成所述第二屏蔽介质层。

6.根据权利要求1所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述栅极介质层形成于所述第三屏蔽介质层表面并延伸至所述器件沟槽的内壁上，所述栅极层的上表面低于所述外延层的上表面，形成所述栅极层的步骤包括：于所述栅极沟槽中沉积栅极材料层，对所述栅极材料层进行回刻以形成所述栅极层。

7.根据权利要求1所述的沟槽型场效应晶体管结构的制备方法，其特征在于，形成所述上金属结构的方法包括如下步骤：

于所述栅极层及所述外延层上沉积隔离介质层，刻蚀所述隔离介质层及所述外延层以形成源极接触孔以及栅极接触孔，其中，所述源极接触孔的底部显露所述体区，侧壁显露所述源极，所述栅极接触孔的底部显露所述栅极层；以及

于所述隔离介质层上以及所述源极接触孔和所述栅极接触孔中沉积导电材料，以形成所述上金属结构，实现所述源极及所述栅极层的电性引出。