[发明专利]具有横向延伸的栅极电介质的高电压场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种场效应晶体管，包括：

沟槽，位于半导体衬底的上部部分中；

连续介电材料层，包含填充所述沟槽的整个体积的栅极电介质；

栅电极，上覆盖于所述栅极电介质的中心部分，其中所述栅极电介质的第一外围部分和第二外围部分位于关于所述栅极电介质的中心部分的相对的两侧上，并且不具有与所述栅电极重叠的区域；

源极延伸区域，位于所述半导体衬底内并且接触所述栅极电介质的第一外围部分的第一垂直侧壁；以及

漏极延伸区域，位于所述半导体衬底内并且接触所述栅极电介质的第二外围部分的第二垂直侧壁，

其中用与所述源极延伸区域和所述漏极延伸区域相同种类的电掺杂剂来掺杂所述栅极电介质的第一外围部分和第二外围部分。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中：

所述沟槽具有均匀深度；

所述栅极电介质自始至终地具有均匀厚度；并且

所述栅极电介质的均匀厚度大于所述沟槽的均匀深度。

3.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述连续介电材料层还包括半导体氧化物层，所述半导体氧化物层邻接于所述栅极电介质的第一外围部分和第二外围部分，所述半导体氧化物层具有小于所述栅极电介质的厚度并且实质上没有碳原子。

4.根据权利要求3所述的场效应晶体管，其中所述场效应晶体管还包括：

源极区域，其具有比所述源极延伸区域更大的掺杂浓度，并且接触所述源极延伸区域和所述半导体氧化物层的底表面的第一部分，并且与所述栅极电介质横向间隔开；以及

漏极区域，其具有比所述漏极延伸区域更大的掺杂浓度，并且接触所述漏极延伸区域和所述半导体氧化物层的底表面的第二部分，并且与所述栅极电介质横向间隔开。

5.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述沟槽的侧壁从所述半导体衬底的顶表面垂直延伸至所述沟槽的水平底表面，并且共同限定所述沟槽的总横向范围。

6.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述栅极电介质的整个顶表面位于水平平面中。

7.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中：

所述源极延伸区域接触所述栅极电介质的第一外围部分的底表面的部分；并且

源极延伸区域接触所述栅极电介质的第二外围部分的底表面的部分。

8.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括横向围绕所述栅电极的介电栅极间隔体，其中所述栅极电介质的第一垂直侧壁和第二垂直侧壁以横向分离距离与所述栅电极横向间隔开，所述横向分离距离大于所述介电栅极间隔体的外侧壁与所述栅电极的横向分离距离。

9.根据权利要求8所述的场效应晶体管，还包括平坦化介电层，所述平坦化介电层具有平坦的顶表面，所述平坦的顶表面位于包含所述栅电极的顶表面的水平平面上方，所述平坦化介电层包含在所述栅电极的层级的第三垂直侧壁，其中在所述第三垂直侧壁和所述栅电极之间的横向距离小于所述栅极电介质的第一外围部分的第一垂直侧壁和栅电极之间的横向距离。

10.根据权利要求8所述的场效应晶体管，还包括介电栅极衬垫，所述介电栅极衬垫包含横向围绕所述栅电极并且由介电栅极间隔体横向围绕的垂直部分、以及接触所述栅电极的部分并且在所述介电栅极间隔体下方的水平部分，其中所述介电栅极衬垫的外周边与所述介电栅极间隔体的外侧壁垂直重合。

11.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括介电扩散阻挡层，所述介电扩散阻挡层在所述栅极电介质之上连续延伸且横向围绕所述栅极电介质，并且接触所述栅极电介质的第一外围部分和第二外围部分的顶表面的部分。