[发明专利]一种沟槽半导体分立器件的制备方法

权利要求书

1.一种沟槽半导体分立器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用沟槽掩模对衬底上的外延层进行侵蚀而形成多个栅极沟槽；

(2)在外延层表面沉积层间介质，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，然后注入P型和N型掺杂剂，分别形成P型基区和N型源区，之后对外延层表面进行侵蚀形成接触沟槽，并对接触沟槽进行金属插塞填充；

(3)在器件的上表面沉积金属层，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成金属垫层和连线。

2.根据权利要求1所述的一种沟槽半导体分立器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的上面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层，再通过沟槽掩模暴露出部分氧化层，对暴露出的部分氧化层进行干蚀，直至暴露出外延层，形成开孔，然后清除掉光刻涂层；

b、通过刻蚀在开孔处形成沟槽，该沟槽延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，然后清除掉所有氧化层；

c、在沟槽暴露着的侧壁和底部，以及外延层的上表面形成栅极氧化层，再在沟槽中沉积N型高掺杂剂的多晶硅，以填充沟槽并覆盖顶面；

d、对在外延层表面上的多晶硅层进行平面腐蚀处理或化学机械抛光。

3.根据权利要求1所述的一种沟槽半导体分立器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

a、在最顶层表面沉积层间介质；

b、在层间介质表面积淀光刻涂层，利用接触孔掩模暴露出部分层间介质，然后对暴露出的部分层间介质进行干蚀，直至暴露出外延层，在层间介质中形成多个接触孔掩模开孔，然后清除掉光刻涂层；

c、在表面注入P型掺杂剂，有层间介质覆盖的部分没有被注入，没有层间介质覆盖的部分，P型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过一次高温扩散作业将P型掺杂剂推进扩散到外延层中形成P型基区；

d、在表面注入N型掺杂剂，有层间介质覆盖的部分没有被注入，没有层间介质覆盖的部分，N型掺杂剂会注入到外延层表面上，并通过二次高温扩散作业将N型掺杂剂推进扩散到P型基区中形成N型源区；

e、通过层间介质开孔，对外延层表面进行侵蚀，形成接触孔沟槽，接触孔沟槽穿过N型源区进入到P型基区，之后对接触孔沟槽注入P型高掺杂剂；

f、在接触孔沟槽侧壁、底部以及层间介质表面上依次沉积一层钛层和一层氮化钛层，再对接触孔沟槽进行钨填充以形成沟槽金属插塞。

4.根据权利要求3所述的一种沟槽型半导体分立器件的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述的多个接触孔掩模开孔可以是全都一样大小。

5.根据权利要求3所述的一种沟槽型半导体分立器件的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述的多个接触孔掩模开孔宽度可以不是全都一样大小，宽度范围是0.2um至1.6um。

6.根据权利要求3所述的一种沟槽型半导体分立器件的制备方法，其特征在于，在步骤e中，在对外延层表面进行接触孔沟槽侵蚀前，先沉淀一层氧化层，然后对氧化层进行干蚀，清除层间介质开孔里的氧化层，暴露出开孔里的外延层；之后刻蚀接触孔沟槽。

7.根据权利要求3所述的制造沟槽型半导体分立器件的方法，其特征在于，在步骤e中，接触孔掩模开孔的宽度不是全都一样大小，在刻蚀接触孔沟槽前，先沉淀一层氧化层并把在层间介质中的至少一个接触孔掩模开孔封上，接着对氧化层进行干蚀，清除掉没有被封上的接触孔开孔里的氧化层，暴露出开孔里的外延层；然后刻蚀接触孔沟槽，之后对接触孔沟槽注入P型高掺杂剂。

8.根据权利要求3所述的一种沟槽型半导体分立器件的制备方法，其特征在于，在步骤d中，接触孔掩模开孔的宽度不是全都一样大小，在表面注入N型掺杂剂前，先沉淀一层氧化层并把在层间介质中的至少一个接触孔掩模开孔封上，然后对表面注入N型掺杂剂。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种沟槽半导体分立器件的制备方法，其特征在于，采用LPCVD方法沉淀一层氧化层。

10.根据权利要求3所述的一种沟槽半导体分立器件的制备方法，其特征在于，所述一次高温扩散作业温度为950至1200℃，时间为10分钟至1000分钟，所述二次高温扩散作业温度为950至1200℃，时间为10分钟至100分钟。