[发明专利]一种沟槽型器件沟槽栅制备方法以及沟槽型器件沟槽栅

说明书

本发明提供一种沟槽型器件沟槽栅制备方法以及沟槽型器件沟槽栅，在衬底(10)上生长掩膜层，并刻蚀掩膜层形成开口(41)；采用湿法刻蚀工艺刻蚀开口(41)处的掩膜层，之后刻蚀衬底(10)形成沟槽(40)和沟槽(40)顶部的削切面；去除掩膜层，并在沟槽(40)侧壁、削切面以及衬底(10)的正面依次生长栅极氧化层(50)和栅极(60)，通过形成沟槽(40)和沟槽(40)顶部的削切面，避免沟槽顶部形成尖角，提高了削切面处的击穿电压，提高了沟槽型器件的击穿电压，大大降低了沟槽型器件被击穿而失效的概率，延长了沟槽型器件的寿命，节省成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种沟槽型器件沟槽栅制备方法以及沟槽型器件沟槽栅。

背景技术

功率器件主要有大功率晶体管、晶闸管、双向晶闸管、GTO、金属半导体场效应管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT等，其中MOSFET和IGBT均采用栅极来控制器件，实现器件的开关。栅极根据其结构特点可以分为平面型和沟槽型，平面型栅极置于衬底表面而沟槽型栅极通常垂直与衬底表面。

平面型栅极结构，栅极分布于衬底表面，沟道开启的通道在栅极下方且平行于栅极，相邻沟道间存在JEFT区域。技术进步后发展为沟槽型结构因沟道在衬底体内且垂直与表面，可有效消除JEFT效应而消除JEFT区电阻，同时，采用沟槽型栅极的器件，其发射极端的载流子浓度远高于平面型栅极器件，从而减少漂移区电阻，器件降低了导通阻抗而实现低饱和电压，减小自身损耗小。此外，沟槽型结构相比平面型结构可减少原胞表面积而实现原胞密度的增加，从而提升芯片电流密度，实现更大的功率应用。因而沟槽型栅极结构已成为功率器件的主要发展方向。

现有技术在制备沟槽型器件的沟槽栅过程中，在形成介质层以后，采用光刻和干法刻蚀方法，形成沟槽，所形成的沟槽的顶角处通常很尖锐，接近90°直角，电荷容易在该处累积并形成较强电场，在施加外部电压时，容易发生电场击穿而导致栅极漏电，而在沟槽的侧壁和底部因为不易形成电荷的聚集而不容易发生击穿，即沟槽顶角处击穿电压低。沟槽顶角的击穿电压也决定了沟槽型器件的击穿电压，由于沟槽顶角的击穿电压低，导致沟槽型器件易被击穿而失效。

发明内容

为了克服上述现有技术中沟槽顶角尖锐导致沟槽型器件易被击穿而失效的不足，本发明提供一种沟槽型器件沟槽栅制备方法，包括：

在衬底(10)上生长掩膜层，并刻蚀掩膜层形成开口(41)；

采用湿法刻蚀工艺刻蚀开口(41)处的掩膜层，之后刻蚀衬底(10)形成沟槽(40)和沟槽(40)顶部的削切面；

去除掩膜层，并在沟槽(40)侧壁、削切面以及衬底(10)的正面依次生长栅极氧化层(50)和栅极(60)

在衬底(10)上生长掩膜层，并刻蚀掩膜层形成开口(41)，包括：

采用湿法清洗工艺对衬底(10)进行清洗；

采用热氧化工艺生长第一介质层(20)，并采用低压化学气象沉积工艺或增强等离子体化学气象沉积工艺生长第二介质层(30)；

利用光刻胶作为掩膜，采用干法刻蚀工艺依次刻蚀第二介质层(30)和第一介质层(20)；

去除光刻胶，形成开口(41)。

采用湿法刻蚀工艺刻蚀开口(41)处的掩膜层，包括：

采用湿法刻蚀工艺，以不同的刻蚀速率刻蚀开口(41)处的第一介质层(20)和第二介质层(30)。

所述刻蚀衬底(10)，形成沟槽(40)和沟槽(40)顶部的削切面，包括：

以刻蚀后第二介质层(30)作为掩模，采用干法刻蚀工艺刻蚀衬底(10)，形成沟槽40和沟槽40顶部的削切面。

所述去除掩膜层，包括：