[发明专利]一种屏蔽栅-沟槽型MOSFET的结构及其制造方法

权利要求书

1.一种屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述屏蔽栅-沟槽型MOSFET包括：

半导体衬底以及生长于半导体衬底上的外延半导体层；

位于外延半导体层内的沟槽结构；

位于沟槽下部的第一绝缘层和屏蔽导体，所述第一绝缘层用于隔开屏蔽导体与外延半导体层；

位于屏蔽导体顶部的第二绝缘层，所述第二绝缘层用于隔开栅极导体与屏蔽导体；

位于沟槽上部的栅极介质层和栅极导体，所述栅极介质层位于沟槽的上部侧壁，用于将所述栅极导体与外延半导体层隔开；所述栅极导体的上端终止于所述沟槽的开口处；所述栅极介质层为阶梯栅极介质层，所述阶梯栅极介质层为n阶氧化物，从沟槽下方到沟槽上方的氧化物厚度分别为D1，D2，……，Dn，其中，D1D2……Dn，所述栅极介质层中的底部绝缘层与所述第二绝缘层的厚度均为D1；

以及围绕沟槽的体区和源区；

在制造所述屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构时，包含以下步骤：在半导体衬底上形成外延半导体层，并在外延半导体层内部形成沟槽；

在所述沟槽的下部形成第一绝缘层和屏蔽导体，所述第一绝缘层位于所述沟槽的下部侧壁和底部，用于将所述屏蔽导体和外延半导体层隔开；

在屏蔽导体的顶部形成第二绝缘层，所述第二绝缘层为位于栅极导体和屏蔽导体之间的绝缘层，用于将栅极导体与屏蔽导体隔开；所述第二绝缘层部分位于沟槽侧壁，用于形成栅极介质层的底部绝缘层；在形成第二绝缘层的步骤中，采用至少部分地填充所述沟槽内部的硬掩模对所述第二绝缘层进行图案化；

在沟槽上方侧壁生成栅极介质层的其他氧化物；所处栅极介质层位于沟槽的侧壁上方，用于将栅极导体与外延半导体层隔开；所述栅极导体的上端终止于所述沟槽的开口处；所述栅极介质层为阶梯栅极介质层，所述阶梯栅极介质层为n阶氧化物，从沟槽下方到沟槽上方的氧化物厚度分别为D1，D2，……，Dn，其中，D1D2……Dn，所述栅极介质层中的底部绝缘层与所述第二绝缘层的厚度均为D1；

生成栅极导体；

以及形成体区和源区。

2.根据权利要求1中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述阶梯栅极介质层为二阶氧化物；位于沟槽顶部的氧化物为顶部绝缘层，其厚度为D2；其中，D1D2。

3.根据权利要求2中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述底部绝缘层的厚度D1的范围为

4.根据权利要求3中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述底部绝缘层的厚度D1的范围为

5.根据权利要求1中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述位于外延半导体层内的沟槽深度范围为1-12um，宽度范围为0.1-5um。

6.根据权利要求1中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述屏蔽导体和栅极导体为多晶硅层。

7.根据权利要求1中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层为氧化物或者氮化物。

8.根据权利要求1中所述的屏蔽栅-沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述形成第二绝缘层的步骤包括：

在所述沟槽的内部及沟槽侧壁形成所述第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述沟槽上部侧壁和所述屏蔽导体的顶部；

在所述沟槽的上部填充多晶硅层；

采用所述多晶硅层作为硬掩模，刻蚀去除所述第二绝缘层位于所述多晶硅上部沟槽侧壁的部分；以及

去除所述多晶硅层使得所述第二绝缘层在沟槽底部和侧壁暴露。