[发明专利]屏蔽栅沟槽MOSFET的制造方法

摘要

本发明公开了一种屏蔽栅沟槽MOSFET的制造方法，包括步骤：形成硬质掩模层并定义出栅极形成区域；采用各向异性加各向同性刻蚀形成顶部沟槽；形成氧化阻挡层；对氧化阻挡层进行回刻，之后进行各向异性刻蚀形成底部沟槽；进行热氧化自对准形成底部氧化层；去除氧化阻挡层；形成栅介质层；形成第一多晶硅层；对第一多晶硅层进行回刻，回刻后第一多晶硅层分别组成多晶硅栅和底部屏蔽多晶硅；形成多晶硅间隔离介质层；对多晶硅间隔离介质层进行回刻；形成第二多晶硅层并和底部屏蔽多晶硅叠加形成屏蔽多晶硅。本发明能在降低器件的阈值电压的同时降低器件的栅源漏电。

主权项

1.一种屏蔽栅沟槽MOSFET的制造方法，其特征在于，栅极结构采用如下步骤形成：步骤一、提供一半导体衬底，所述半导体衬底表面形成硬质掩模层，采用光刻工艺定义出栅极形成区域，采用刻蚀工艺将所述栅极形成区域的所述硬质掩模层去除；步骤二、以刻蚀后的所述硬质掩模层为掩模对所述半导体衬底进行第一次各向异性刻蚀形成顶部沟槽，在所述第一次各向异性刻蚀之后对所述半导体衬底进行第二次各向同性刻蚀，所述第二次各向同性刻蚀将所述顶部沟槽的宽度刻蚀到大于所述硬质掩模层所定义的开口宽度；步骤三、在所述顶部沟槽的内侧表面形成氧化阻挡层，所述氧化阻挡层还延伸到所述顶部沟槽外的所述硬质掩模层的表面；步骤四、对所述氧化阻挡层进行回刻，该回刻工艺将所述顶部沟槽底部表面和所述顶部沟槽外部的所述硬质掩模层表面的所述氧化阻挡层去除，所述回刻工艺后所述顶部沟槽侧面的所述氧化阻挡层保留；以所述硬质掩模层为掩模对所述顶部沟槽底部的所述半导体衬底进行第三次各向异性刻蚀形成底部沟槽；步骤五、进行热氧化在所述底部沟槽的底部表面和侧面自对准形成底部氧化层，在所述底部氧化层的热氧化过程中所述氧化阻挡层对所述顶部沟槽的侧面的所述半导体衬底进行保护；步骤六、去除所述氧化阻挡层；步骤七、在所述顶部沟槽的侧面形成栅介质层；步骤八、进行第一次多晶硅生长形成第一多晶硅层，所述第一多晶硅层将形成有所述底部氧化层的所述底部沟槽完全填充，在所述顶部沟槽中所述第一多晶硅层位于所述栅介质层的侧面且位于所述顶部沟槽两侧的所述第一多晶硅层之间具有间距，所述第一多晶硅层也延伸到所述顶部沟槽外的所述硬质掩模层表面；步骤九、对所述第一多晶硅层进行回刻，该回刻工艺将位于所述底部沟槽中的所述第一多晶硅层刻蚀到低于所述底部氧化层的顶部位置且同时将位于所述顶部沟槽外的所述第一多晶硅层去除，由回刻之后位于所述顶部沟槽侧面的所述第一多晶硅层组成多晶硅栅，由回刻之后填充于所述底部沟槽中所述第一多晶硅层组成底部屏蔽多晶硅；步骤十、形成多晶硅间隔离介质层，所述多晶硅间隔离介质层形成于所述多晶硅栅的侧面和所述底部屏蔽多晶硅的表面，所述多晶硅间隔离介质层还延伸到所述顶部沟槽外的所述硬质掩模层表面；步骤十一、对所述多晶硅间隔离介质层进行回刻，该回刻工艺将位于所述底部屏蔽多晶硅的表面的所述多晶硅间隔离介质层去除；步骤十二、进行第二次多晶硅生长形成第二多晶硅层，所述第二多晶硅层将所述底部屏蔽多晶硅顶部的沟槽完全填充并组成顶部屏蔽多晶硅，所述顶部屏蔽多晶硅和所述底部屏蔽多晶硅相接触组成屏蔽多晶硅。