[发明专利]沟槽场效应晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种沟槽场效应晶体管的制作方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，集成电路的研究与应用已经进入了片上系统(SOC)时代。单芯片的集成度和操作频率越来越高，集成度已经达到了每芯片有数量级上亿的晶体管，并且还在不断提高，这就导致了器件的特征尺寸不断减小。研制和生产出作为集成电路基本元件的小尺寸、高速、低功耗晶体管是微电子技术发展的需要。传统的MOS晶体管器件的栅极、源极和漏极在同一水平面上(水平沟道)，此种结构在制造时非常方便，但因源极和漏极之间的距离太近而无法满足大功率的需求。为了满足大功率晶体管的需求，出现了具有垂直沟槽的MOS晶体管，其不仅继承了水平沟道MOS晶体管输入阻抗高、驱动电流小等优点，还具有耐高压、工作电流大、输出功率高、开关速度快等优点。

现有技术的沟槽场效应晶体管的制作方法，包括以下步骤：

在半导体衬底中形成沟槽，所述半导体衬底包括通过离子注入或外延生长来制备所述半导体衬底以包括第一电导率型本体(衬底区)以及背面具有第二电导率型的漏区；

在沟槽内壁和半导体衬底上表面沉积二氧化硅，研磨去除半导体衬底上表面的二氧化硅以在沟槽内形成栅氧；

在半导体衬底上表面和栅氧上沉积多晶硅，去除半导体衬底上表卖弄的多晶硅以在沟槽内形成栅极；

对沟槽两侧的半导体衬底进行离子注入，形成源区，所述源区为第二电导率型。

然而根据上述方法制作的沟槽场效应晶体管的漏电流比较大，晶体管的功耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种沟槽场效应晶体管的制作方法，以降低漏电流，降低功耗。

本发明的技术解决方案是一种沟槽场效应晶体管的制作方法，包括以下步骤：

在一半导体衬底中形成沟槽；

在沟槽内壁和半导体衬底上表面沉积二氧化硅，并用包括N₂O的气体进行退火，去除半导体衬底上表面的二氧化硅以在沟槽内形成栅氧；

在半导体衬底上表面和栅氧表面上沉积多晶硅，去除半导体衬底上表面的多晶硅以在沟槽内形成栅极；

对所述沟槽两侧的半导体衬底进行离子注入，形成源区。

作为优选：所述N₂O退火过程中的退火温度为900℃-1150℃，退火时间为15min-60min。

作为优选：所述半导体衬底包括第一电导率型本体及其下方的第二电导率型漏区，所述沟槽形成于所述第一导电率本体中。

作为优选：提供所述半导体衬底的步骤包括，

提供一体硅衬底；

对所述体硅衬底进行第一电导率型离子注入和第二电导率型离子注入以形成第一电导率型本体及其下方的第二电导率型漏区。

作为优选：对所述体硅衬底进行第一电导率型离子注入和第二电导率型离子注入时，对所述体硅衬底的上表面进行第一电导率型离子注入以形成第一电导率型本体，对所述体硅衬底的下表面进行第二电导率型离子注入以形成第二电导率型漏区。

作为优选：对所述体硅衬底进行第一电导率型离子注入和第二电导率型离子注入时，从所述体硅衬底的上表面进行，且所述第一电导率型离子注入的深度小于所述第二电导率型离子注入的深度。

作为优选：提供所述半导体衬底的步骤包括，

提供一基底；

采用第二电导率型离子在所述基底层上外延生长第二电导率型漏区；

采用第一电导率型离子在所述第二电导率型漏区上外延生长第一电导率型本体。

作为优选：所述源区为第二电导率型。

与现有技术相比，本发明的沟槽场效应晶体管在形成栅氧时，用N₂O进行退火，由于N原子具有补偿栅氧表面的氧化物陷阱和栅氧和硅的界面陷阱，减少栅氧表面悬挂键和栅氧与硅的界面态，降低界面应力，提高界面质量，提高栅氧的抗击穿能力，从而降低了沟槽场效应晶体管的漏电流，进而降低了沟槽场效应晶体管的功耗。

附图说明

图1是本发明沟槽场效应晶体管的制作方法的流程图；

图2a-2f是本发明沟槽场效应晶体管的制作过程中各个工艺步骤的剖面图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。