[发明专利]带有自对准接触增强型插头的高密度MOSFET阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种高密度沟槽栅极MOSFET阵列，其特征在于，用X-Y-Z笛卡尔坐标系表示，X-Y平面平行于其主半导体芯片平面，包含：

一个平行于X-Y平面的半导体衬底，在X-Y平面中半导体衬底被分成一个MOSFET阵列区以及一个栅极接触区；其中MOSFET阵列区包含：

一个外延层，包含一个外延区覆盖在半导体衬底上方，本体区覆盖在外延区上方，源极区覆盖在本体区上方，形成在外延层的顶面；

氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈和自引导接触增强型插头的一个阵列，该阵列设置在外延层的顶部上方，并且部分嵌入在源极区、本体区以及外延区中，构成沟槽栅极MOSFET阵列，其中

每个氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈包含：

一个嵌入在栅极氧化物壳中的多晶硅沟槽栅极；

一个氮化硅压盖，覆盖露出在外延层顶面上方的多晶硅沟槽栅极顶部侧面，沿X-Y平面水平定位到栅极氧化物壳；并且

每个自引导接触增强型插头都包含：

一个底部紧密接触增强部分，其沿X-Y平面与相邻的氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈准确定位；

一个在底部紧密接触增强部分上的顶部远端接触增强部分，所述的顶部远端接触增强部分沿X-Y平面相对于相邻的氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈具有一个横向的定位偏差；以及

一个中间梯形过渡段位于底部紧密接触增强部分和顶部远端接触增强部分之间，并且桥接底部紧密接触增强部分和顶部远端接触增强部分；X-Y平面上自引导接触增强型插头的宽度为0.2-0.8微米；Z方向上自引导接触增强型插头的高度为0.2-1.0微米；X-Y平面上底部紧密接触增强部分的宽度为0.05-0.5微米；Z方向上底部紧密接触增强部分的高度为0.2-0.5微米；X-Y平面上顶部远端接触增强部分的宽度为0.2-0.8微米；相对于邻近的氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈的定位偏差为0.06-0.15微米；

并且

在MOSFET阵列区上方，一个带图案的电介质区在MOSFET阵列上，带图案的金属层在带图案的电介质区上方，

带图案的金属层，通过自引导接触增强型插头，构成MOSFET阵列的自引导源极和本体接头，因此横向定位偏差不会影响MOSFET阵列器件的性能。

2.如权利要求1所述的高密度沟槽栅极MOSFET阵列，其特征在于，其中栅极接触区包含一个氮化物压盖-接触沟槽栅极堆栈，设置在半导体衬底上方，并且嵌入到本体区和外延区中，其中氮化物压盖-接触沟槽栅极堆栈包含：

嵌入在栅极氧化物壳中的多晶硅沟槽栅极，所述的氮化物压盖-接触沟槽栅极堆栈的多晶硅沟槽栅极沿X-Y平面，用于连接所述的每个氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈的多晶硅沟槽栅极；以及

一个环形氮化硅压盖，其中心孔洞沿X-Y平面横向定位至栅极氧化物壳，除了其中心孔洞之外，所述的环形氮化硅压盖覆盖多晶硅栅极滑道的顶部侧壁，带图案的金属层穿过中心孔洞，形成到多晶硅栅极滑道的栅极接头。

3.如权利要求2所述的高密度沟槽栅极MOSFET阵列，其特征在于，还包含，

在源极区上方，但是在每个氮化硅压盖下方，一个遍及MOSFET阵列区的衬垫氧化区；以及

在源极区上方，但是在氮化硅压盖下方，一个遍及栅极接触区的衬垫氧化区。

4.如权利要求2所述的高密度沟槽栅极MOSFET阵列，其特征在于，其中：

多晶硅沟槽栅极具有一个顶部沟槽部分和一个底部沟槽部分，并且相应地，栅极氧化物壳具有一个顶部栅极氧化物壳和一个底部栅极氧化物壳；底部栅极氧化物壳的厚度大于顶部栅极氧化物壳的厚度，从而降低相关MOSFET的栅漏电容。

5.如权利要求3所述的高密度沟槽栅极MOSFET阵列，其特征在于，其中：

氮化物压盖-有源沟槽栅极堆栈的氮化硅压盖的宽度为0.3-0.5微米，厚度为1000-5000埃，导致在X-Y平面中MOSFET阵列中MOSFET间距为0.6-0.8微米；

氮化物压盖-接触沟槽栅极堆栈的环形氮化硅压盖宽度为0.5-0.8微米，厚度为1000-5000埃；以及

衬垫氧化区的厚度为100-300埃。