屏蔽柵功率器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種屏蔽柵功率器件，導(dǎo)通區(qū)原胞的柵極結(jié)構(gòu)包括：形成于溝槽中的屏蔽電極和溝槽柵電極，屏蔽電極和溝槽的底部表面和側(cè)面之間的屏蔽介質(zhì)膜的厚度在從溝槽的頂部到底部縱向上逐漸增加；在沿溝槽的寬度方向的剖面上，屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在弧形底部呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下窄上寬的梯形結(jié)構(gòu)；在器件反向偏置時(shí)，屏蔽電極對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡，從溝槽的頂部到底部方向上，屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)使漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增加。本發(fā)明還公開了一種屏蔽柵功率器件的制造方法。本發(fā)明能提高器件的擊穿電壓，降低器件的比導(dǎo)通電阻，改善器件的性能，能提高器件的可靠性。
【專利說明】
屏蔽柵功率器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種屏蔽柵功率器件;本發(fā)明還涉及一種屏蔽柵功率器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，是現(xiàn)有屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；現(xiàn)有屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)由多個(gè)原胞周期性排列組成，各所述原胞包括：
[0003] 形成于半導(dǎo)體襯底如娃襯底101表面的N型外延層102,在N型外延層102形成有溝槽511，屏蔽電極411由填充于所述溝槽511底部的多晶硅組成，溝槽柵電極421由填充于溝槽511的頂部的多晶硅組成；屏蔽電極411和溝槽511的底部表面和側(cè)面之間隔離有屏蔽介質(zhì)膜311;屏蔽電極411和溝槽柵電極421之間隔離有柵極間隔離介質(zhì)膜321;溝槽柵電極421 和溝槽511側(cè)面之間隔離有柵介質(zhì)膜331;其中，屏蔽介質(zhì)膜311、柵極間隔離介質(zhì)膜321和柵介質(zhì)膜331都能為氧化膜。
[0004] P阱201形成于N型外延層102頂部并作為溝道區(qū)。由N+區(qū)組成的源區(qū)203形成于溝道區(qū)201的表面;層間膜106覆蓋形成有溝槽柵電極421和源區(qū)203的N型外延層102表面。接觸孔71穿過層間膜106和源區(qū)203接觸，在接觸孔71底部形成有由P+區(qū)組成的溝道引出區(qū) 202;接觸孔71和正面金屬層圖形化后形成的源極81連接。
[0005] 在導(dǎo)通區(qū)的外側(cè)形成有柵電極連接區(qū)和屏蔽電極連接區(qū)，屏蔽電極連接區(qū)用于將屏蔽電極411的電極引出，柵電極連接區(qū)用于實(shí)現(xiàn)將溝槽柵電極421的電極即柵極引出。
[0006] 屏蔽電極連接區(qū)中形成有溝槽512,一般溝槽512和溝槽511同時(shí)形成且相互連通； 在溝槽511中填充有多晶硅412，通常多晶硅412和屏蔽電極411同時(shí)形成，但是對(duì)多晶硅412 不進(jìn)行回刻，從而使多晶硅412填充于溝槽512的整個(gè)深度范圍內(nèi)；多晶硅412和溝槽512的底部表面和側(cè)面之間隔離有介質(zhì)膜312,通常介質(zhì)膜312和屏蔽介質(zhì)膜311同時(shí)形成。多晶硅 412和屏蔽電極411接觸連接。在多晶硅412的頂部形成有接觸孔7 2，接觸孔72也連接到源極 81所對(duì)應(yīng)的正面金屬層，即源極81也同時(shí)作為屏蔽柵金屬電極。由于溝槽512的頂部要形成接觸孔72，故溝槽512的寬度一般設(shè)置的比溝槽511的大。
[0007] 柵電極連接區(qū)中形成有溝槽513，一般溝槽513和溝槽511同時(shí)形成且相互連通;通常在溝槽513中的填充結(jié)構(gòu)也設(shè)置的和溝槽511中的一樣，其中填充于溝槽513底部的多晶硅413和屏蔽電極411同時(shí)形成;填充于溝槽513頂部的多晶硅423和溝槽柵電極421同時(shí)形成；多晶硅413和溝槽513的底部的內(nèi)部表面隔離的介質(zhì)膜313和屏蔽介質(zhì)膜311同時(shí)形成； 多晶硅413和423之間的介質(zhì)膜323和柵極間隔離介質(zhì)膜321同時(shí)形成；多晶硅423和溝槽513 頂部的側(cè)面之間的介質(zhì)膜333和柵介質(zhì)膜331同時(shí)形成。在多晶硅423的頂部形成有接觸孔 73,接觸孔73連接到正面金屬層圖形化后形成的柵極83。
[0008] 現(xiàn)有屏蔽柵功率器件的漏極形成于半導(dǎo)體襯底101的底部，由P阱201底部的N型外延層102組成漂移區(qū)，屏蔽電極411與屏蔽電極411之間的漂移區(qū)102形成交替排列的結(jié)構(gòu)， 現(xiàn)有屏蔽柵功率器件在反向偏置狀態(tài)下，屏蔽電極411和相鄰的漂移區(qū)102會(huì)形成橫向電場(chǎng)從而使得多晶硅屏蔽上411會(huì)對(duì)漂移區(qū)102進(jìn)行橫向耗盡，使得能被屏蔽電極411橫向耗盡的區(qū)域的載流子濃度能夠處于很高的濃度還能得到高的器件反向擊穿電壓，從而同時(shí)降低了器件的導(dǎo)通電阻和高的擊穿電壓，由于屏蔽電極411將柵極即溝槽柵電極421和漏區(qū)的漂移區(qū)隔斷，使得器件的柵極-漏極之間的電容Cgd大幅減小，從而使得器件的開關(guān)損耗減低， 并能適用更高頻率的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種屏蔽柵功率器件，能提高器件的擊穿電壓并同時(shí)降低器件的比導(dǎo)通電阻，能提高器件的可靠性。為此，本發(fā)明還提供一種屏蔽柵功率器件的制造方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)由多個(gè)原胞周期性排列組成，各所述原胞的柵極結(jié)構(gòu)包括：
[0011] 溝槽，形成于第一導(dǎo)電類型外延層中，所述第一導(dǎo)電類型外延層形成于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底表面。
[0012] 屏蔽電極，由形成于所述溝槽底部的電極材料層組成;所述屏蔽電極和所述溝槽的底部表面和側(cè)面之間隔離有屏蔽介質(zhì)膜，從所述溝槽的頂部到底部方向上，位于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加;在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0013] 溝槽柵電極，由形成于所述溝槽頂部的電極材料層組成;所述溝槽柵電極底部通過柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間隔離有柵介質(zhì)膜。
[0014] 溝道區(qū)由形成于所述第一導(dǎo)電類型外延層中的第二導(dǎo)電類型阱組成，被所述溝槽柵電極側(cè)面覆蓋的所述溝道區(qū)的表面用于形成溝道。
[0015] 所述溝道區(qū)底部的所述第一導(dǎo)電類型外延層組成漂移區(qū)；在所述屏蔽柵功率器件為反向偏置狀態(tài)下，所述屏蔽電極對(duì)所述漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡，從所述溝槽的頂部到底部方向上，所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)使所述漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增加。
[0016] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述屏蔽介質(zhì)膜由熱氧化膜和化學(xué)氣相淀積的氧化膜疊加形成。
[0017] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述溝槽的底部表面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度大于等于位于所述溝槽的側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度。
[0018] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述屏蔽電極的側(cè)面的傾斜角為76度?85度。
[0019] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，源區(qū)由形成于所述第二導(dǎo)電類型阱表面的第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s區(qū)組成，所述源區(qū)通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極。
[0020] 在所述導(dǎo)通區(qū)的外側(cè)還包括屏蔽電極連接區(qū)和柵電極連接區(qū)。
[0021] 所述屏蔽電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽相連通的溝槽，所述屏蔽電極連接區(qū)的溝槽中也形成有屏蔽介質(zhì)膜和屏蔽電極，所述導(dǎo)通區(qū)中的屏蔽電極和所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極相連接并通過形成于所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極頂部的接觸孔連接到所述源極。
[0022] 所述柵電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽相連通的溝槽，所述柵電極連接區(qū)的溝槽中也形成有屏蔽介質(zhì)膜、屏蔽電極、溝槽柵電極、柵極間隔離介質(zhì)膜和柵介質(zhì)膜， 所述導(dǎo)通區(qū)中的溝槽柵電極和所述柵電極連接區(qū)的溝槽柵電極相連接并通過形成于所述柵電極連接區(qū)的溝槽柵電極頂部的接觸孔連接到由正面金屬層形成的柵極。
[0023] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述接觸孔中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料相同；或者，所述接觸孔中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料不同。
[0024] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一導(dǎo)電類型外延層為摻雜均勻的一層外延層結(jié)構(gòu);或者， 所述第一導(dǎo)電類型外延層由第一外延子層和第二外延子層疊加形成，所述第一外延子層和所述第二外延子層的摻雜濃度不同，所述第二外延子層位于所述第一外延子層的頂部，所述溝道區(qū)位于所述第二外延子層中，所述屏蔽電極位于所述第一外延子層中。
[0025] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述屏蔽電極的電極材料層為多晶硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為多晶硅;或者，所述屏蔽電極的電極材料層為金屬鎢硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為金屬媽娃。
[0026] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的屏蔽柵功率器件的制造方法包括如下步驟：
[0027] 步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中。
[0028] 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜。
[〇〇29]步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出。
[0030]步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊。
[〇〇31]步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面。
[0032] 步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除;采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上， 位于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加。
[0033] 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0034] 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完全填充。
[0035] 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的所述屏蔽電極的部分厚度去除，所述第一次回刻之后在所述溝槽外的所述第一氧化膜表面保留有部分厚度的所述屏蔽電極。
[0036] 步驟九、通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，所述屏蔽電極連接區(qū)在橫向上至少覆蓋一個(gè)所述溝槽并延伸到該溝槽的外部;之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏蔽電極進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝槽底部。
[0037] 步驟十、通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部。
[0038] 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0039] 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間隔離有所述柵介質(zhì)膜。
[0040] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟十一中所述柵介質(zhì)膜為采用熱氧化工藝形成的柵氧化膜， 所述柵極間隔離介質(zhì)膜為氧化膜;所述屏蔽電極的電極材料層為多晶硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為多晶硅;或者，所述屏蔽電極的電極材料層為金屬鎢硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為金屬媽娃。
[0041] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟十中所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部的上凸部分的厚度為300埃?3000埃。
[0042] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟十一中的所述圓弧化通過采用熱氧化并去除熱氧化層的工藝實(shí)現(xiàn);或者，通過對(duì)所述屏蔽電極的頂部上凸部分進(jìn)行刻蝕實(shí)現(xiàn)所述圓弧化，所述圓弧化的刻蝕包括各向同性的干法刻蝕或濕法刻蝕。
[〇〇43]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的屏蔽柵功率器件的制造方法包括如下步驟：
[0044] 步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中。
[0045] 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜。
[〇〇46]步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出。
[0047]步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊。
[〇〇48]步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面。
[0049]步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除;采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上， 位于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加。
[0050] 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0051] 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完全填充。
[0052] 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的所述屏蔽電極材料去除。
[0053] 步驟九、通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏蔽電極進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝槽底部。
[〇〇54]步驟十、通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部。
[0055] 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0056] 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間隔離有所述柵介質(zhì)膜。
[〇〇57]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的屏蔽柵功率器件的制造方法包括如下步驟： [〇〇58]步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中。
[0059] 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜。
[0060] 步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出。
[0061] 步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊。
[0062] 步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面。
[0063] 步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除;采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上， 位于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加。
[0064] 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0065] 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完全填充。
[0066] 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的所述屏蔽電極材料去除。
[0067] 步驟九、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝槽底部。
[0068] 步驟十、淀積第七氧化膜將所述溝槽填滿，再通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)， 通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極連接區(qū)的所述屏蔽電極頂部的所述第七氧化膜保留；所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部。
[0069] 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0070] 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間隔離有所述柵介質(zhì)膜。
[0071] 本發(fā)明利用屏蔽電極通過屏蔽介質(zhì)膜能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡的特點(diǎn)，對(duì)屏蔽介質(zhì)膜的沿溝槽的縱向的厚度進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，通過使屏蔽介質(zhì)膜在從溝槽的頂部到底部方向上呈厚度逐漸增加的結(jié)構(gòu)，使得屏蔽電極在沿溝槽的寬度方向的剖面上呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)，這種屏蔽介質(zhì)膜和屏蔽電極的結(jié)構(gòu)能夠?qū)ζ茀^(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)并使漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度在縱向上分布更加均勻，而由于器件擊穿電壓的大小為電場(chǎng)強(qiáng)度沿縱向的位置的積分，故能夠提高器件的擊穿電壓;擊穿電壓的提高能使得本發(fā)明的漂移區(qū)采用更高的摻雜濃度，故還能夠降低器件比導(dǎo)通電阻。
[0072] 另外，本發(fā)明通過對(duì)屏蔽電極的頂部進(jìn)行圓弧化并使屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，屏蔽電極頂部的上凸的弧形結(jié)構(gòu)能夠帶來如下有益效果：
[0073] 首先、上凸的弧形結(jié)構(gòu)能夠使得屏蔽電極和溝槽柵電極之間的柵極間隔離介質(zhì)膜的厚度更加均勻，特別是能夠使得柵極間隔離介質(zhì)膜的兩側(cè)沒有尖角，這樣就能使柵極間隔離介質(zhì)膜附近不會(huì)有由于尖角帶來的很強(qiáng)的局域電場(chǎng)，從而能提高器件的可靠性。
[0074] 其次、屏蔽電極的上凸的結(jié)構(gòu)，使得屏蔽電極的上凸部分能夠和兩側(cè)的溝槽柵電極形成交疊，交疊區(qū)域的縱向深度內(nèi)即作為溝槽柵電極的一個(gè)部分，同時(shí)也作為屏蔽電極的一部分，因此能有效地減低整個(gè)溝槽的深度，降低溝槽工藝的難度。也即，和現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)形成具有相同深度的溝槽柵電極和相同深度的屏蔽電極時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的溝槽深度需要大于溝槽柵電極和屏蔽電極的深度和，而本發(fā)明通過溝槽柵電極和屏蔽電極的交疊，能夠使得溝槽深度得到減小，且和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的溝槽的深度會(huì)減小一個(gè)交疊區(qū)域的深度。
【附圖說明】
[0075] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0076] 圖1是現(xiàn)有屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[〇〇77]圖2A是本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[〇〇78]圖2B是圖2A中柵極結(jié)構(gòu)的放大示意圖；
[〇〇79]圖2C是圖2B中的電場(chǎng)強(qiáng)度隨漂移區(qū)的位置的變化曲線；
[〇〇8〇]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[〇〇81]圖4A-圖4K是本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的制造方法各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[〇〇82]如圖2A所示，是本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B是圖2A中柵極結(jié)構(gòu)的放大示意圖；本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件以N型功率器件為例進(jìn)行說明， 將器件的摻雜類型進(jìn)行N型和P型的互換即可得到P型功率器件的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明說明書中不對(duì)P型功率器件進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)由多個(gè)原胞周期性排列組成，各所述原胞的柵極結(jié)構(gòu)包括：
[0083] 溝槽511，形成于N型外延層102中，所述N型外延層102形成于N型半導(dǎo)體襯底如娃襯底1 〇 1表面。較佳為，所述半導(dǎo)體襯底1 〇 1為N+摻雜，摻雜是磷或砷，所述半導(dǎo)體襯底101的電阻率為0.001歐姆·厘米?0.003歐姆·厘米。N型外延層102的摻雜是磷或是砷，N型外延層102的電阻率根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)，器件的擊穿電壓來選取，一般擊穿電壓為100V?200V的器件所對(duì)應(yīng)的所述N型外延層102電阻率選擇0.16歐姆·厘米?0.3歐姆.厘米，厚度按照器件的擊穿電壓選取，電壓越高，需要的外延的厚度越深。
[0084] 所述N型外延層102為摻雜均勻的一層外延層結(jié)構(gòu)；或者，所述N型外延層102由第一外延子層和第二外延子層疊加形成，所述第一外延子層和所述第二外延子層的摻雜濃度不同，所述第二外延子層位于所述第一外延子層的頂部，所述溝道區(qū)201位于所述第二外延子層中，所述屏蔽電極411a位于所述第一外延子層中。
[0085] 屏蔽電極411 a，由形成于所述溝槽511底部的電極材料層組成；所述屏蔽電極 411a和所述溝槽511的底部表面和側(cè)面之間隔離有屏蔽介質(zhì)膜311a，從所述溝槽511的頂部到底部方向上，位于所述溝槽511側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度呈逐漸增加;在沿所述溝槽511的寬度方向的剖面上，所述屏蔽電極411a的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極411a呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，也能為:在沿所述溝槽 511的寬度方向的剖面上，所述屏蔽電極411a的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極411a呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0086] 溝槽柵電極421，由形成于所述溝槽511頂部的電極材料層組成;所述溝槽柵電極 421底部通過柵極間隔離介質(zhì)膜321a和所述屏蔽電極411a隔離;所述溝槽柵電極421和所述溝槽511的側(cè)面之間隔離有柵介質(zhì)膜331。
[〇〇87] 溝道區(qū)201由形成于所述N型外延層102中的P型阱201組成，被所述溝槽柵電極421 側(cè)面覆蓋的所述溝道區(qū)201的表面用于形成溝道。
[〇〇88]所述溝道區(qū)201底部的所述N型外延層102組成漂移區(qū)；在所述屏蔽柵功率器件為反向偏置狀態(tài)下，所述屏蔽電極411a對(duì)所述漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡，從所述溝槽511的頂部到底部方向上，所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)使所述漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增加。
[0089] 較佳為，所述屏蔽介質(zhì)膜311a為化學(xué)氣相淀積的氧化膜組成或者由熱氧化膜和化學(xué)氣相淀積的氧化膜疊加形成。
[0090] 所述溝槽511的底部表面的所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度大于等于位于所述溝槽 511的側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜31 la的厚度;如圖2中所示可知，厚度b表示所述溝槽511的底部表面的所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度，厚度a表示位于所述溝槽511的側(cè)面各位置的所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度，本發(fā)明第一實(shí)施例中厚度b大于厚度a。所述屏蔽電極41 la的側(cè)面的傾斜角為76度?85度，本發(fā)明第一實(shí)施例中所述溝槽511的側(cè)面為垂直結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，所述溝槽511的側(cè)面也能為其它結(jié)構(gòu)如為傾斜結(jié)構(gòu)，傾斜角為90度是為垂直結(jié)構(gòu)，側(cè)面的傾斜角越小則側(cè)面越傾斜，這時(shí)所述屏蔽電極411a的側(cè)面的傾斜度要大于所述溝槽511 的側(cè)面傾斜度，要保證所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度在從溝槽511的頂部到底部的縱向上呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)，從而使所述漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增加。
[0091] 源區(qū)203由形成于所述P型阱201表面的N型的重?fù)诫s區(qū)即N+區(qū)組成，所述源區(qū)203 通過接觸孔71連接到由正面金屬層組成的源極81。
[〇〇92]對(duì)于功率器件采用M0SFET時(shí)，在半導(dǎo)體襯底101的背面還形成有由N+區(qū)組成的漏區(qū)，在所述漏區(qū)的背面形成有和漏區(qū)相接觸的背面金屬層并由背面金屬層引出漏極。
[0093] 在所述導(dǎo)通區(qū)的外側(cè)還包括屏蔽電極連接區(qū)和柵電極連接區(qū)。
[0094] 所述屏蔽電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽511相連通的溝槽512,所述屏蔽電極連接區(qū)的溝槽512中也形成有屏蔽介質(zhì)膜312a和屏蔽電極412a，所述導(dǎo)通區(qū)中的屏蔽電極41 la和所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a相連接并通過形成于所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a頂部的接觸孔72連接到所述源極81。本發(fā)明第一實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)中， 所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a的頂部延伸到對(duì)應(yīng)的溝槽512的外部，延伸到溝槽512 的外部屏蔽電極用標(biāo)記412b表示，由圖2A所示可知，采用了屏蔽電極412b之后，接觸孔72不需要和溝槽512完全對(duì)準(zhǔn)，這樣能夠減小該接觸孔的制作難度。
[0095] 所述柵電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽511相連通的溝槽513,所述柵電極連接區(qū)的溝槽513中也形成有屏蔽介質(zhì)膜313a、屏蔽電極413a、溝槽柵電極423、柵極間隔離介質(zhì)膜323和柵介質(zhì)膜333,所述導(dǎo)通區(qū)中的溝槽柵電極421和所述柵電極連接區(qū)的溝槽柵電極423相連接并通過形成于所述柵電極連接區(qū)的溝槽柵電極423頂部的接觸孔73連接到由正面金屬層形成的柵極83。
[0096] 本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述接觸孔71、72和73中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料相同；或者，所述接觸孔71、72和73中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料不同。所述正面金屬層的金屬材料為金屬鋁，鋁銅合金，或其它金屬。
[〇〇97] 所述屏蔽電極41 la、412a和413a的電極材料層為多晶硅，所述溝槽柵電極421和 423的電極材料層為重?fù)诫s的多晶硅;或者，所述屏蔽電極41 la、412a和413a的電極材料層為金屬鎢硅，所述溝槽柵電極421和423的電極材料層為金屬鎢硅。
[〇〇98]本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)膜331和333都為熱氧化膜，厚度為100埃?1000 埃。所述柵極間隔離介質(zhì)膜321a和323都為熱氧化膜，或熱氧化膜和淀積的氧化膜的組合， 或其它介質(zhì)膜及其組合。
[0099]圖2A中，尺寸H0表示所述漂移區(qū)的縱向厚度，尺寸HI表示所述所述溝槽311a的深度;尺寸L1表示一個(gè)原胞的寬度即步進(jìn)，該寬度包括了所述溝槽311a的寬度和相鄰所述溝槽31 la之間的間距。
[〇1〇〇]圖2B中，界面A1A2對(duì)應(yīng)于所述屏蔽電極411a頂部的上凸弧形之下的表面位置，界面B1B2對(duì)應(yīng)于所述屏蔽電極41 la的底部位置，界面0102對(duì)應(yīng)于所述漂移區(qū)的頂部表面位置，界面C1C2對(duì)應(yīng)于所述漂移區(qū)的底部表面位置。圖2C是圖2B中的電場(chǎng)強(qiáng)度隨漂移區(qū)的位置的變化曲線;變化方向?yàn)閳D2B中的箭頭線所示的從所述漂移區(qū)的頂部到底部，圖2C中的橫坐標(biāo)01對(duì)應(yīng)于界面0102，坐標(biāo)C1對(duì)應(yīng)于界面C1C2;縱坐標(biāo)為電場(chǎng)強(qiáng)度。曲線601為圖1所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線即電場(chǎng)強(qiáng)度隨漂移區(qū)的位置的變化曲線，由于漂移區(qū)雜質(zhì)濃度高，電場(chǎng)強(qiáng)度分布接近一個(gè)三角形，當(dāng)漂移區(qū)也即N型外延層102的電阻率0.16歐姆· 厘米時(shí)，擊穿電壓低于50伏；曲線602為圖2A所示的本發(fā)明第一實(shí)施例的器件的電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線，由于屏蔽介質(zhì)膜311a厚度的優(yōu)化，電場(chǎng)強(qiáng)度的均勻性得到了很大的改善，電場(chǎng)強(qiáng)度的分布是一個(gè)馬鞍形，大幅提高了器件的擊穿電壓，當(dāng)N型外延層102的電阻率0.16歐姆· 厘米時(shí)，擊穿電壓高于110伏。比較圖1和圖2A所示可知，本發(fā)明第一實(shí)施例和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的區(qū)別是本發(fā)明第一實(shí)施例的屏蔽介質(zhì)膜313a和現(xiàn)有的屏蔽介質(zhì)膜313不同，以及本發(fā)明第一實(shí)施例的屏蔽電極41 la和現(xiàn)有的屏蔽電極411不同；導(dǎo)通區(qū)的其它結(jié)構(gòu)都相同，也用相同的標(biāo)記表不。由于本發(fā)明第一實(shí)施例對(duì)屏蔽介質(zhì)膜313a和屏蔽電極411a做了相應(yīng)的改進(jìn)，屏蔽介質(zhì)膜313a的頂部厚度薄底部寬的結(jié)構(gòu)能夠使得電場(chǎng)強(qiáng)度更加均勻，具體如曲線602和 601所示，可知曲線602在漂移區(qū)中包圍的面積更大，擊穿電壓也就更大;反之，如果擊穿電壓不改變，本發(fā)明第一實(shí)施例能夠得到更高摻雜濃度的漂移區(qū)的摻雜濃度，所以能降低器件的比導(dǎo)通電阻。所以本發(fā)明第一實(shí)施例能改善器件的性能，例如對(duì)應(yīng)于步進(jìn)L1為2.6微米的情況，采用0.16歐姆·厘米的N型外延層102,器件的比導(dǎo)通電阻可以做到27mohm· mm2. 擊穿電壓可以大于115伏，而現(xiàn)有技術(shù)的擊穿電壓低于50伏。
[0101] 另外，本發(fā)明第一實(shí)施例器件通過對(duì)屏蔽電極411a的頂部進(jìn)行圓弧化并使屏蔽電極411a的頂部呈上凸的弧形，屏蔽電極411a頂部的上凸的弧形結(jié)構(gòu)能夠帶來如下有益效果：
[0102] 首先、上凸的弧形結(jié)構(gòu)能夠使得屏蔽電極411a和溝槽柵電極421之間的柵極間隔離介質(zhì)膜321a的厚度更加均勻，特別是能夠使得柵極間隔離介質(zhì)膜321a的兩側(cè)沒有尖角， 這樣就能使柵極間隔離介質(zhì)膜321a附近不會(huì)有由于尖角帶來的很強(qiáng)的局域電場(chǎng)，從而能提高器件的可靠性。
[〇1〇3]其次、屏蔽電極41 la的上凸的結(jié)構(gòu)，使得屏蔽電極41 la的上凸部分能夠和兩側(cè)的溝槽柵電極421形成交疊，交疊區(qū)域的縱向深度內(nèi)即作為溝槽柵電極421的一個(gè)部分，同時(shí)也作為屏蔽電極411a的一部分，因此能有效地減低整個(gè)溝槽的深度，降低溝槽工藝的難度。 也即，和現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)形成具有相同深度的溝槽柵電極和相同深度的屏蔽電極時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的溝槽深度需要大于溝槽柵電極和屏蔽電極的深度和，而本發(fā)明第一實(shí)施例器件通過溝槽柵電極421和屏蔽電極411a的交疊，能夠使得溝槽深度得到減小，且和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明第一實(shí)施例器件的溝槽的深度會(huì)減小一個(gè)交疊區(qū)域的深度。
[0104]如圖3所示，是本發(fā)明第二實(shí)施例屏蔽柵功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第二實(shí)施例器件和本發(fā)明第一實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)的區(qū)別為：
[0105]本發(fā)明第二實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)中，所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a的頂部和對(duì)應(yīng)的溝槽512的頂部相平，接觸孔72需要和溝槽512完全對(duì)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)接觸孔72和屏蔽電極 412a的接觸。
[〇1〇6]在其它實(shí)施例中，也能為:所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a的頂部低于對(duì)應(yīng)的所述溝槽512的頂部，這時(shí)需要在屏蔽電極412a頂部的溝槽512中再填充介質(zhì)膜如氧化膜，接觸孔72需要穿過溝槽512頂部的介質(zhì)膜和屏蔽電極412a相接觸。
[0107] 另外，本發(fā)明說明書中為了能夠采用圖2A所示的一幅圖同時(shí)表示本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)的所述原胞、所述屏蔽電極連接區(qū)和所述柵電極連接區(qū)的結(jié)構(gòu)，實(shí)際中，屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)的所述原胞、所述屏蔽電極連接區(qū)和所述柵電極連接區(qū)有可能不會(huì)出現(xiàn)在同一剖面結(jié)構(gòu)中，也即在有些屏蔽柵功率器件中導(dǎo)通區(qū)的所述原胞、 所述屏蔽電極連接區(qū)和所述柵電極連接區(qū)在剖面結(jié)構(gòu)上位置并不相鄰，而是互相具有獨(dú)立。
[0108] 如圖4A至圖4K所示，是本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的制造方法各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明第一實(shí)施例屏蔽柵功率器件的制造方法用于制造圖2A所示的本發(fā)明第一實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)，包括如下步驟：
[0109] 步驟一、如圖4A所示，提供一表面形成有N型外延層102的N型半導(dǎo)體襯底如硅襯底 101，在所述半導(dǎo)體襯底101表面依次形成由第一氧化膜1、第二氮化膜2和第三氧化膜3疊加形成的硬質(zhì)掩模層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底101進(jìn)行刻蝕形成溝槽511，所述溝槽511位于所述N型外延層102中。所述溝槽511為位于導(dǎo)通區(qū)中的溝槽，屏蔽電極連接區(qū)中的溝槽用標(biāo)記512標(biāo)示，柵電極連接區(qū)中的溝槽用標(biāo)記513標(biāo)示。
[0110] 較佳為，所述第一氧化膜1的厚度為100埃?500埃，所述第二氮化膜2的厚度為 1000埃?3000埃，所述第三氧化膜3的厚度為2000埃?10000埃。
[0111] 所述半導(dǎo)體襯底11為N+摻雜，摻雜是磷或砷，所述半導(dǎo)體襯底11的電阻率為0.001 歐姆·厘米?0.003歐姆?厘米。第一N型外延層12的摻雜是磷或是砷，第一N型外延層12的電阻率根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)，器件的擊穿電壓來選取，一般擊穿電壓為100V?200V的器件所對(duì)應(yīng)的所述第一N型外延層12電阻率選擇0.16歐姆·厘米?0.3歐姆?厘米，厚度按照器件的擊穿電壓選取，電壓越高，需要的外延的厚度越深。
[0112] 步驟二、如圖4B所示，采用熱氧化工藝在所述溝槽511的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜4。所述第四熱氧化膜4的厚度為2000埃?6000埃。
[〇113]步驟三、如圖4C所示，采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜4,所述第三氧化膜3也同時(shí)被去除;所述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽511的開口寬度大于所述第二氮化膜 2的開口寬度，在橫向上所述第二氮化膜2的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽511的側(cè)面凸出，圖4C 中的C表示凸出距離，凸出距離C為800埃?3000埃。
[0114] 步驟四、如圖4D所示，進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽511的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜5,在橫向上所述第五氧化膜5的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜2的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜5的側(cè)面和對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜2的側(cè)面平齊。較佳為，所述第五氧化膜5的厚度為3000埃?8000埃。
[0115] 步驟五、如圖4E所示，采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜6,所述第六氧化膜6 將所述溝槽511完全填充;所述第六氧化膜6也延伸到所述第二氮化膜2的表面；
[0116] 步驟六、如圖4F所示，采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜2的表面的氧化膜去除，去除的氧化膜主要為所述第六氧化膜6。
[0117] 采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽511中的氧化膜即所述第五氧化膜5和所述第六氧化膜6的疊加氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化膜溝槽7,由所述溝槽 511中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜311a;從所述溝槽511的頂部到底部方向上，位于所述溝槽511側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度呈逐漸增加。
[0118] 在沿所述溝槽511的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽7呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。較佳為，所述氧化膜溝槽7的傾角為75度?85 度。
[0119] 步驟七、如圖4G所示，將所述第二氮化膜2去除并淀積屏蔽電極8,所述屏蔽電極8 將所述氧化膜溝槽7完全填充。屏蔽電極8為摻雜的多晶硅或金屬鎢硅或其他導(dǎo)體。
[0120] 步驟八、如圖4H所示，對(duì)所述屏蔽電極8進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽511外的所述第一氧化膜1表面的所述屏蔽電極8的部分厚度去除，所述第一次回刻之后在所述溝槽 511外的所述第一氧化膜1表面保留有部分厚度的所述屏蔽電極8a，即所述第一次回刻之后采用標(biāo)記8a表示屏蔽電極。
[0121] 步驟九、如圖41所示，通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，所述屏蔽電極連接區(qū)在橫向上至少覆蓋一個(gè)所述溝槽512并延伸到該溝槽512的外部;之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏蔽電極8a進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極8a位于所述溝槽511 底部。第二次回刻后，導(dǎo)通區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記411a標(biāo)示，屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記412a標(biāo)示，屏蔽電極412a的延伸到溝槽512外部的部分用標(biāo)記412b標(biāo)示;柵電極連接區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記413a標(biāo)示；另外，導(dǎo)通區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記31 la標(biāo)示，屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記312a標(biāo)示，柵電極連接區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記313a標(biāo)示。
[0122] 步驟十、如圖4J所示，通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽511和513的上部側(cè)面以及所述溝槽511和513外的所述半導(dǎo)體襯底101表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極411a的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜311a的頂部。
[〇123]步驟^^一、如圖4K所示，對(duì)比所述屏蔽介質(zhì)膜31 la頂部凸出的所述屏蔽電極41 la 的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化后的所述屏蔽電極411a的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極411a呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)。這其它實(shí)施例中，也能為:在所述弧形底部的所述屏蔽電極411a呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)。
[0124] 步驟十二、如圖4K所示，在所述屏蔽電極411a頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜 32 la;在所述屏蔽電極411a頂部的所述溝槽511側(cè)面形成柵介質(zhì)膜331;在所述屏蔽電極 411a頂部形成溝槽柵電極421，所述溝槽柵電極421底部通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜321a和所述屏蔽電極411a隔離;所述溝槽柵電極421和所述溝槽511的側(cè)面之間隔離有所述柵介質(zhì)膜331。
[0125] 較佳為，所述柵介質(zhì)膜331為采用熱氧化工藝形成的柵氧化膜;述柵極間隔離介質(zhì)膜321a為氧化膜，采用熱氧化工藝或淀積工藝形成;所述溝槽柵電極421的電極材料層為多晶硅或金屬鎢硅或其他導(dǎo)體材料。
[0126] 上述步驟完成了對(duì)柵極結(jié)構(gòu)的制造，為了形成一個(gè)完成的屏蔽柵功率器件，還需要采用如下步驟：
[0127] 步驟十三、如圖2A所示，所述N型外延層102中形成P型阱201，由所述P型阱201組成溝道區(qū)，被所述溝槽柵電極421側(cè)面覆蓋的所述溝道區(qū)201的表面用于形成溝道。所述溝道區(qū)201底部的所述N型外延層102組成漂移區(qū)；在所述屏蔽柵功率器件為反向偏置狀態(tài)下，所述屏蔽電極411a對(duì)所述漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡，從所述溝槽511的頂部到底部方向上，所述屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)使所述漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增加。
[0128] 形成N+注入在所述P型阱201表面形成源區(qū)203;形成層間膜;形成接觸孔71、72和 73;形成正面金屬層并采用光刻刻蝕工藝對(duì)所述正面金屬層進(jìn)行圖形化形成源極81和柵極 83。所述源區(qū)203通過接觸孔71連接到由正面金屬層組成的源極81;所述屏蔽電極411a和 412a相連接，通過所述屏蔽電極412a頂部的接觸孔72連接到源極81;所述溝槽柵電極421和 423相連接，通過所述溝槽柵電極423頂部的接觸孔73連接到源極83。
[0129] 對(duì)于功率器件采用M0SFET時(shí)，還包括在半導(dǎo)體襯底101的背面形成有由N+區(qū)組成的漏區(qū)的步驟以及在所述漏區(qū)的背面形成和漏區(qū)相接觸的背面金屬層的步驟，由背面金屬層引出漏極。
[0130] 較佳為，本發(fā)明步驟四中采用熱氧化工藝形成第五氧化膜5;通過調(diào)整熱氧化形成的第五氧化膜5的厚度以及淀積形成的第六氧化膜6的厚度，并調(diào)整步驟六中氧化膜溝槽7 的干法刻蝕工藝，能夠調(diào)整器件的屏蔽電極411a之下的屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度b，如圖2B所示，從而使厚度b大大需要的厚度，甚至大于位于所述溝槽511的側(cè)面的屏蔽介質(zhì)膜311a的厚度a，從而提尚器件的可靠性。
[〇131]本發(fā)明第一實(shí)施例方法中，所述接觸孔71、72和73中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料相同；或者，所述接觸孔71、72和73中填充的金屬材料和所述正面金屬層的金屬材料不同。所述正面金屬層的金屬材料為金屬鋁，鋁銅合金，或其它金屬。這樣進(jìn)一步擴(kuò)大了器件設(shè)計(jì)的彈性，便于器件的設(shè)計(jì)。
[0132] 本發(fā)明第一實(shí)施例方法中，導(dǎo)通區(qū)中能夠形成深度達(dá)6微米，寬度效應(yīng)1.2微米的所述溝槽511，所述溝槽511的側(cè)面屏蔽介質(zhì)膜311 a的厚度a能達(dá)到0.5微米，橫向步進(jìn)L1能達(dá)到2.6微米。
[0133] 本發(fā)明第二實(shí)施例方法和本發(fā)明第一實(shí)施例方法的區(qū)別之處為，本發(fā)明第二實(shí)施例方法的步驟八至步驟九為：
[0134] 步驟八、如圖4H所示，對(duì)所述屏蔽電極8進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽511外的所述第一氧化膜1表面的所述屏蔽電極8材料去除；回刻后的所述屏蔽電極用標(biāo)記8a標(biāo)示。
[0135] 步驟九、如圖3和圖41所示，通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏蔽電極8a進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極8a位于所述溝槽511底部，第二次回刻后，導(dǎo)通區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記411a標(biāo)示，屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記412a標(biāo)示，柵電極連接區(qū)的屏蔽電極用標(biāo)記413a標(biāo)示；另外，導(dǎo)通區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記311a標(biāo)示，屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記312a標(biāo)示，柵電極連接區(qū)的屏蔽介質(zhì)膜用標(biāo)記313a標(biāo)示。注:和圖41不同，本發(fā)明第二實(shí)施例方法的步驟九中屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極412a沒有延伸到溝槽512之外。
[0136] 本發(fā)明第三實(shí)施例方法和本發(fā)明第一實(shí)施例方法的區(qū)別之處為，本發(fā)明第三實(shí)施例方法的步驟八和步驟十為：
[0137] 步驟八、如圖4H所示，對(duì)所述屏蔽電極8進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽511外的所述第一氧化膜1表面的所述屏蔽電極8材料去除；回刻后的所述屏蔽電極用標(biāo)記8a標(biāo)示。
[0138] 步驟九、對(duì)所述屏蔽電極8a進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極8a位于所述溝槽底部。和圖41不同之處為，本發(fā)明第三實(shí)施例方法中，溝槽512中的屏蔽電極 412a也和溝槽511中的屏蔽電極411 a—樣會(huì)刻蝕到位于溝槽的底部。
[0139] 步驟十、淀積第七氧化膜將所述溝槽填滿，再通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極連接區(qū)的所述屏蔽電極頂部的所述第七氧化膜保留；所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部。也即：和圖41所示不同之處為，本發(fā)明第三實(shí)施例方法經(jīng)過步驟十之后通過步驟九形成的位于溝槽512底部的屏蔽電極412a和通過步驟十形成的第七氧化膜將溝槽512完全填充。
[〇14〇]由于最后在屏蔽電極412a的頂部形成有第七氧化膜，故后續(xù)步驟十二中形成的溝槽柵電極421不會(huì)再形成于溝槽512的頂部。后續(xù)形成的接觸孔72需要穿過第七氧化膜和底部的屏蔽電極412a相接觸。
[0141]以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種屏蔽柵功率器件，其特征在于：屏蔽柵功率器件的導(dǎo)通區(qū)由多個(gè)原胞周期性排 列組成，各所述原胞的柵極結(jié)構(gòu)包括： 溝槽，形成于第一導(dǎo)電類型外延層中，所述第一導(dǎo)電類型外延層形成于第一導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體襯底表面； 屏蔽電極，由形成于所述溝槽底部的電極材料層組成;所述屏蔽電極和所述溝槽的底 部表面和側(cè)面之間隔離有屏蔽介質(zhì)膜，從所述溝槽的頂部到底部方向上，位于所述溝槽側(cè) 面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加;在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述屏蔽電 極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者 呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 溝槽柵電極，由形成于所述溝槽頂部的電極材料層組成;所述溝槽柵電極底部通過柵 極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間隔離有柵介 質(zhì)膜； 溝道區(qū)由形成于所述第一導(dǎo)電類型外延層中的第二導(dǎo)電類型阱組成，被所述溝槽柵電 極側(cè)面覆蓋的所述溝道區(qū)的表面用于形成溝道； 所述溝道區(qū)底部的所述第一導(dǎo)電類型外延層組成漂移區(qū)；在所述屏蔽柵功率器件為反 向偏置狀態(tài)下，所述屏蔽電極對(duì)所述漂移區(qū)進(jìn)行橫向耗盡，從所述溝槽的頂部到底部方向 上，所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加的結(jié)構(gòu)使所述漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性增 加。2. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述屏蔽介質(zhì)膜由熱氧化膜和化 學(xué)氣相淀積的氧化膜疊加形成。3. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述溝槽的底部表面的所述屏蔽 介質(zhì)膜的厚度大于等于位于所述溝槽的側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度。4. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述屏蔽電極的側(cè)面的傾斜角為 76度?85度。5. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:源區(qū)由形成于所述第二導(dǎo)電類型 阱表面的第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s區(qū)組成，所述源區(qū)通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的 源極； 在所述導(dǎo)通區(qū)的外側(cè)還包括屏蔽電極連接區(qū)和柵電極連接區(qū)； 所述屏蔽電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽相連通的溝槽，所述屏蔽電極連接 區(qū)的溝槽中也形成有屏蔽介質(zhì)膜和屏蔽電極，所述導(dǎo)通區(qū)中的屏蔽電極和所述屏蔽電極連 接區(qū)的屏蔽電極相連接并通過形成于所述屏蔽電極連接區(qū)的屏蔽電極頂部的接觸孔連接 到所述源極； 所述柵電極連接區(qū)中形成有和所述導(dǎo)通區(qū)的溝槽相連通的溝槽，所述柵電極連接區(qū)的 溝槽中也形成有屏蔽介質(zhì)膜、屏蔽電極、溝槽柵電極、柵極間隔離介質(zhì)膜和柵介質(zhì)膜，所述 導(dǎo)通區(qū)中的溝槽柵電極和所述柵電極連接區(qū)的溝槽柵電極相連接并通過形成于所述柵電 極連接區(qū)的溝槽柵電極頂部的接觸孔連接到由正面金屬層形成的柵極。6. 如權(quán)利要求5所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述接觸孔中填充的金屬材料和 所述正面金屬層的金屬材料相同；或者，所述接觸孔中填充的金屬材料和所述正面金屬層 的金屬材料不同。7. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述第一導(dǎo)電類型外延層為摻雜 均勻的一層外延層結(jié)構(gòu)；或者，所述第一導(dǎo)電類型外延層由第一外延子層和第二外延子層 疊加形成，所述第一外延子層和所述第二外延子層的摻雜濃度不同，所述第二外延子層位 于所述第一外延子層的頂部，所述溝道區(qū)位于所述第二外延子層中，所述屏蔽電極位于所 述第一外延子層中。8. 如權(quán)利要求1所述的屏蔽柵功率器件，其特征在于:所述屏蔽電極的電極材料層為多 晶硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為多晶硅;或者，所述屏蔽電極的電極材料層為金屬鎢 硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為金屬鎢硅。9. 一種屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述 半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模 層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述 溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中； 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜； 步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所 述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所 述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出； 步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所 述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和 對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊； 步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填 充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面； 步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除； 采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化 膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上，位 于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加； 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者 呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完 全填充； 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的 所述屏蔽電極的部分厚度去除，所述第一次回刻之后在所述溝槽外的所述第一氧化膜表面 保留有部分厚度的所述屏蔽電極； 步驟九、通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，所述屏蔽電極連接區(qū)在橫向上至少覆蓋一 個(gè)所述溝槽并延伸到該溝槽的外部;之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏蔽電極進(jìn)行 第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝槽底部； 步驟十、通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底 表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的 頂部； 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化 后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的 三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的 所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部 通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間 隔離有所述柵介質(zhì)膜。10. 如權(quán)利要求9所述的屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于：步驟十一中所述柵 介質(zhì)膜為采用熱氧化工藝形成的柵氧化膜，所述柵極間隔離介質(zhì)膜為氧化膜;所述屏蔽電 極的電極材料層為多晶硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為多晶硅;或者，所述屏蔽電極的 電極材料層為金屬鎢硅，所述溝槽柵電極的電極材料層為金屬鎢硅。11. 如權(quán)利要求9所述的屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于：步驟十中所述屏蔽 電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部的上凸部分的厚度為300 埃?3000埃。12. 如權(quán)利要求9所述的屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于：步驟十一中的所述 圓弧化通過采用熱氧化并去除熱氧化層的工藝實(shí)現(xiàn);或者，通過對(duì)所述屏蔽電極的頂部上 凸部分進(jìn)行刻蝕實(shí)現(xiàn)所述圓弧化，所述圓弧化的刻蝕包括各向同性的干法刻蝕或濕法刻 蝕。13. —種屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述 半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模 層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述 溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中； 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜； 步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所 述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所 述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出； 步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所 述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和 對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊； 步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填 充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面； 步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除； 采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化 膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上，位 于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加； 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者 呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完 全填充； 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的 所述屏蔽電極材料去除； 步驟九、通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，之后對(duì)所述屏蔽電極連接區(qū)之外的所述屏 蔽電極進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝槽底部； 步驟十、通過濕法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底 表面的氧化膜去除，所述屏蔽電極的頂部凸出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的 頂部； 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化 后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的 三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的 所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部 通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間 隔離有所述柵介質(zhì)膜。14. 一種屏蔽柵功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、提供一表面形成有第一導(dǎo)電類型外延層的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底，在所述 半導(dǎo)體襯底表面依次形成由第一氧化膜、第二氮化膜和第三氧化膜疊加形成的硬質(zhì)掩模 層;采用光刻刻蝕工藝依次對(duì)所述硬質(zhì)掩模層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述 溝槽位于所述第一導(dǎo)電類型外延層中； 步驟二、采用熱氧化工藝在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第四熱氧化膜； 步驟三、采用濕法刻蝕工藝去除所述第四熱氧化膜，所述第三氧化膜也同時(shí)被去除；所 述濕法刻蝕工藝完成后所述溝槽的開口寬度大于所述第二氮化膜的開口寬度，在橫向上所 述第二氮化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述溝槽的側(cè)面凸出； 步驟四、進(jìn)行氧化膜生長(zhǎng)在所述溝槽的側(cè)面和底部表面形成第五氧化膜，在橫向上所 述第五氧化膜的側(cè)面會(huì)比對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面凸出或所述第五氧化膜的側(cè)面和 對(duì)應(yīng)的所述第二氮化膜的側(cè)面平齊； 步驟五、采用化學(xué)氣相淀積工藝形成第六氧化膜，所述第六氧化膜將所述溝槽完全填 充;所述第六氧化膜也延伸到所述第二氮化膜的表面； 步驟六、采用干法刻蝕或化學(xué)機(jī)械研磨工藝將所述第二氮化膜的表面的氧化膜去除； 采用干法刻蝕工藝對(duì)填充于所述溝槽中的氧化膜進(jìn)行刻蝕并形成側(cè)面有一定傾角的氧化 膜溝槽，由所述溝槽中剩余的氧化膜組成屏蔽介質(zhì)膜;從所述溝槽的頂部到底部方向上，位 于所述溝槽側(cè)面的所述屏蔽介質(zhì)膜的厚度呈逐漸增加； 在沿所述溝槽的寬度方向的剖面上，所述氧化膜溝槽呈頂角在底部的三角形結(jié)構(gòu)或者 呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟七、將所述第二氮化膜去除并淀積屏蔽電極，所述屏蔽電極將所述氧化膜溝槽完 全填充； 步驟八、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第一次回刻將位于所述溝槽外的所述第一氧化膜表面的 所述屏蔽電極材料去除； 步驟九、對(duì)所述屏蔽電極進(jìn)行第二次回刻，第二次回刻后使所述屏蔽電極位于所述溝 槽底部； 步驟十、淀積第七氧化膜將所述溝槽填滿，再通過光刻保護(hù)住屏蔽電極連接區(qū)，通過濕 法刻蝕工藝將所述溝槽的上部側(cè)面以及所述溝槽外的所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化膜去除， 所述屏蔽電極連接區(qū)的所述屏蔽電極頂部的所述第七氧化膜保留;所述屏蔽電極的頂部凸 出于濕法刻蝕后的氧化膜組成的屏蔽介質(zhì)膜的頂部； 步驟十一、對(duì)凸出所述屏蔽介質(zhì)膜的所述屏蔽電極的頂部部分進(jìn)行圓弧化，該圓弧化 后的所述屏蔽電極的頂部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽電極呈頂角在底部的 三角形結(jié)構(gòu)或者呈下底邊比上底邊短的梯形結(jié)構(gòu)； 步驟十二、在所述屏蔽電極頂部表面形成柵極間隔離介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部的 所述溝槽側(cè)面形成柵介質(zhì)膜;在所述屏蔽電極頂部形成溝槽柵電極，所述溝槽柵電極底部 通過所述柵極間隔離介質(zhì)膜和所述屏蔽電極隔離;所述溝槽柵電極和所述溝槽的側(cè)面之間 隔離有所述柵介質(zhì)膜。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK105957892SQ201610284903
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】肖勝安, 李東升, 曾大杰
【申請(qǐng)人】深圳尚陽通科技有限公司