[发明专利]带有自对准有源接触的基于高密度沟槽的功率MOSFET及其制备方法

摘要

本发明提出了一种带有自对准源极接触的高密度沟槽功率MOSFET。源极接触与第一绝缘垫片和第二绝缘垫片自对准，其中第一垫片可以抵抗选择性除去第二垫片制备材料的刻蚀工艺。另外，有源器件具有二阶栅极氧化物，其中栅极氧化物的底部厚度T₂大于栅极氧化物顶部的厚度T₁。

主权项

一种MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括：a)在第一导电类型的半导体衬底顶面上方，制备一个硬掩膜，其中半导体衬底包括一个轻掺杂的漂流区，形成在衬底顶部，其中硬掩膜包括第一、第二和第三绝缘层，其中第二绝缘层夹在第一和第三绝缘层之间，其中第三绝缘层位于第二绝缘层和半导体衬底顶面之间，其中第二绝缘层可以抵抗刻蚀第一和第三绝缘层材料的刻蚀工艺，其中第一和第三绝缘层可以抵抗刻蚀第二绝缘层材料的第二次刻蚀工艺；b)通过硬掩膜中的开口，刻蚀半导体衬底，以便在半导体衬底中形成多个沟槽，其中沟槽包括沟槽顶部和沟槽底部；c)用第一厚度T1的顶部绝缘层内衬沟槽顶部，用第二厚度T2的底部绝缘层内衬沟槽底部，其中T2大于T1；d)在沟槽中沉积导电材料，形成多个栅极电极；e)在绝缘栅极电极上方制备绝缘栅极盖至少达到硬掩膜第二绝缘层的水平面处，其中绝缘栅极盖由可以被第一次刻蚀工艺刻蚀，同时抵抗第二次刻蚀工艺的材料制成；f)利用第一次刻蚀工艺，向下刻蚀硬掩膜的第一绝缘层到硬掩膜第二绝缘层的水平面处，利用第二次刻蚀工艺，除去硬掩膜的第二绝缘层，保留与沟槽对准的绝缘栅极盖突出至硬掩膜第三绝缘层的水平面上方；g)在衬底顶部，制备一个本体层，其中本体层为与第一导电类型相反的第二导电类型；h)在本体层顶部，制备一个第一导电类型的源极层；i)在绝缘栅极盖和硬掩膜第三绝缘层的裸露部分上方，制备一个第一绝缘垫片层，并且各向异性地刻蚀第一绝缘垫片层，保留沿着绝缘栅极盖侧壁的那部分第一绝缘垫片层，作为第一绝缘垫片；j)在硬掩膜第三绝缘层的裸露部分、绝缘栅极盖和第一绝缘垫片上方，制备一个第二绝缘垫片层，各向异性地刻蚀第二绝缘垫片层，保留沿着第一绝缘垫片裸露侧壁的那部分第二绝缘垫片层，作为第二绝缘垫片；并且k)利用第一和第二绝缘垫片作为自对准掩膜，在半导体衬底中制备用于源极接触的接触开口。