[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体器件，例如功率晶体管，一般具有形成于半导体衬底上的源极 区和形成于源极区下方的漏极区，从而在竖直方向上形成沟道。器件(例如， 功率晶体管)具有包括栅电极的结构，所述栅电极填充在形成于半导体衬底 中的沟槽内。

一般来说，如果形成在栅电极上的氧化物层厚度太大，则厚的氧化物 层会对半导体器件(例如，功率晶体管)的性能产生负面影响。氧化物层会 在用于ESD(静电放电)保护电路的热处理过程和掺杂剂扩散过程期间生 长，从而使氧化物层的厚度约为580±40

但是，一般来说，形成在栅电极上的氧化物层应当具有约180±30的厚度，这样能对器件的性能产生正面影响。当随后蚀刻厚的氧化物层(例 如，580±40)时，会由于过蚀刻(over-etched)而产生缺陷。

例如，如果氧化物层的厚度约为580则氧化物层必须去除约400的厚度(例如，通过用DIW(去离子水)和HF的混合物进行蚀刻)。此时， 可能产生约±40的偏差。

因此，氧化物层会被过蚀刻或欠蚀刻(under-etched)，从而引起器件 性能的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体器件及其制造方法。

本发明的一个实施例提供了一种半导体器件的制造方法，其可以有效 地控制形成在栅电极上的氧化物层的厚度，所述栅电极位于诸如功率晶体 管之类的器件中的半导体衬底中或半导体衬底上。在本方法中，可以对半 导体器件施加电源(power)，使得沟道竖直形成在源极区和漏电极层之 间，从而电子可以穿过这种结构。

该半导体器件的制造方法包括以下步骤：在半导体衬底中形成第一导 电类型掩埋层，并在第一导电类型掩埋层上形成第一导电类型漂移区；通 过选择性去除部分第一导电类型漂移区形成栅极绝缘层和栅电极；在包括 栅电极的半导体衬底上形成第一氧化物层；将第二导电类型杂质离子注入 到包括第一氧化物层的半导体衬底中；在第一氧化物层上形成氮化物层； 通过扩散第二导电类型杂质离子形成第二导电类型阱，且同时在氮化物层 上形成第二氧化物层；从第一氧化物层去除氮化物层和第二氧化物层；通 过部分地去除第一氧化物层形成薄氧化物层；在每个栅电极的侧部(side) 形成第一导电类型源极区；在薄氧化物层上形成介电层；通过选择性蚀刻 介电层和薄氧化物层形成沟槽；在沟槽中形成源极接触件(source contact)； 以及形成与第一导电类型掩埋层电连接的漏电极层。

本发明的另一实施例包括半导体器件，其包括：半导体衬底，所述衬 底包括漏电极层、位于漏电极层上的第一导电类型掩埋层、位于第一导电 类型掩埋层上的第一导电类型漂移区、以及位于第一导电类型漂移区上的 第二导电类型阱；位于第一导电类型漂移区和第二导电类型阱的第一沟槽 中的栅极绝缘层和栅电极；位于栅电极的侧部的源极区；位于包括源极区 和栅电极的半导体衬底上的氧化物层和介电层；位于介电层、氧化物层和 第二导电类型阱中的第二沟槽；位于沟槽和介电层上的阻挡层；以及位于 阻挡层中的源极接触件。

附图说明

图1-图18为示出根据本发明示范性实施例的半导体器件及其制造方 法的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明实施例的半导体器件及其制造 方法。

图18为示出根据本发明的半导体器件的剖视图。

参考图18，在半导体衬底中形成第一导电类型掩埋层9和第一导电类 型漂移区10，并在第一导电类型漂移区10中形成第二导电类型阱16。

接下来，在选择性去除了第一导电类型漂移区10和第二导电类型阱 16的区域(例如，衬底中的第一沟槽)中形成栅极绝缘层13和至少一个栅 电极14，且在每个栅电极14的相对侧(opposite sides)形成第一导电类 型源极区18。在一些实施例中，栅电极可以从第一沟槽或通孔中伸出。

然后，在栅电极14和第一导电类型源极区18上形成氧化物层15和 层间介电层19。

可以通过部分地蚀刻位于第一导电类型源极区18的至少一侧上(并 且优选为相对侧上)的层间介电层19和部分第二导电类型阱16而形成第 二沟槽。在包括(多个)第二沟槽的半导体衬底的整个表面上形成阻挡层 22。