[发明专利]一种改善优值的新型场效应器件结构及其制造方法

权利要求书

1.一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：包括漏极金属层(1)、第一导电类型重掺杂衬底(2)、第一导电类型外延层(3)，所述第一导电类型重掺杂衬底(2)位于漏极金属层(1)上端，所述第一导电类型外延层(3)位于第一导电类型重掺杂衬底(2)上端，所述第一导电类型外延层(3)中部开设有元胞沟槽(4)，所述元胞沟槽(4)内设置有栅极氧化层(5)，所述栅极氧化层(5)上端穿出元胞沟槽(4)外，所述栅极氧化层(5)上部两侧的位置自下而上依次设置有第二导电类型体区(6)、源极区(7)，所述栅极氧化层(5)内包裹有屏蔽栅多晶硅(8)和控制栅多晶硅(9)，所述控制栅多晶硅(9)位于屏蔽栅多晶硅(8)的两侧，所述屏蔽栅多晶硅(8)下部为倒阶梯状。

2.根据权利要求1所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述屏蔽栅多晶硅(8)下部的阶梯自上而下依次包括第一层阶梯(10)…第n_中层阶梯(11)…第n层阶梯(12)，所述第一层阶梯(10)至第n_中层阶梯(11)形成一体阶梯，所述一体阶梯的下缘和侧缘设置有High K介质层(23)。

3.根据权利要求2所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述HighK介质层(23)的材质为HfO₂。

4.根据权利要求1所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述屏蔽栅多晶硅(8)倒阶梯状的下端设置有pn结(22)。

5.根据权利要求1所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述源极区(7)包括第一导电类型源极区(13)和第二导电类型源极区(14)，所述第一导电类型源极区(13)位于接近元胞沟槽(4)的一侧，所述源极区(7)上端设置有场氧化层(15)，所述场氧化层(15)上端设置有绝缘介质层(16)。

6.根据权利要求5所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述绝缘介质层(16)上端设置有第一导电类型源极(17)，所述第二导电类型体区(6)上端设置有第一导电类型源极金属接触区(18)，所述第一导电类型源极金属接触区(18)依次经第一导电类型源极区(13)、场氧化层(15)、绝缘介质层(16)，并由第一导电类型源极(17)引出。

7.根据权利要求6所述的一种改善优值的新型场效应器件结构，其特征在于：所述第一导电类型源极金属接触区(18)的下边界与控制栅多晶硅(9)的上边界相切，所述控制栅多晶硅(9)的下边界位于第二导电类型体区(6)的上边界以下。

8.一种改善优值的新型场效应器件结构的制造方法，其特征在于，包括步骤：

S1.刻蚀形成第二导电类型体区(6)形成和元胞沟槽(4)；

S2.制备屏蔽栅多晶硅(8)的倒阶梯状的部分；

S3.制备控制栅多晶硅(9)并形成完整的屏蔽栅多晶硅(8)；

S4.于屏蔽栅多晶硅(8)上端淀积形成场氧化层(11)；

S5.于第二导电类型体区(6)上端注入形成第一导电类型源极区(13)和第二导电类型源极区(14)；

S6.于场氧化层(11)上端制备绝缘介质层(16)；

S7.刻蚀形成源极金属触孔，并于源极金属触孔内淀积形成第一导电类型源极金属接触区(18)。

9.根据权利要求8所述的一种改善优值的新型场效应器件结构的制造方法，其特征在于，所述S2包括步骤：

1)于元胞沟槽(4)内沉积形成第一间隔氧化层，并于第一间隔氧化层内刻蚀屏蔽栅槽；

2)于屏蔽栅槽内第一次填充多晶硅，并回刻间第一间隔氧化层；

3)回刻第一次填充的多晶硅，并二次回刻第一间隔氧化层；

4)重复S4若干次，形成屏蔽栅倒阶梯结构槽；

5)于屏蔽栅倒阶梯结构槽内填充High K介质层；

6)于High K介质层上端第二次填充多晶硅，形成屏蔽栅多晶硅(8)的倒阶梯状的部分。

10.根据权利要求8所述的一种改善优值的新型场效应器件结构的制造方法，其特征在于，所述S3包括步骤：

1)沉积形成第二间隔氧化层，形成栅极槽；

2)于栅极槽内第三次沉积多晶硅；

3)回刻第三次沉积的多晶硅，形成控制栅多晶硅(9)；

4)于控制栅多晶硅(9)上端淀积第三间隔氧化层；

5)回刻第三间隔氧化层的底部至第二次填充的多晶硅处；

6)第四次填充多晶硅，形成完整的屏蔽栅多晶硅(8)。