[发明专利]沟槽MOSFET及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽MOSFET，其特征在于：沟槽MOSFET由多个器件单元结构组成；

各所述器件单元结构都包括：

沟槽栅，所述沟槽栅包括沟槽、形成于所述沟槽侧面和底部表面的栅氧化层和填充于所述沟槽中的多晶硅栅；

所述沟槽形成于硅衬底上，在所述硅衬底上形成有第二导电类型掺杂的体区，所述沟槽穿过所述体区，在所述体区的表面形成有第一导电类型重掺杂的源区；

所述沟槽MOSFET中的各所述器件单元结构的排列结构为：

各所述沟槽栅平行排列，相邻两个所述沟槽栅之间的所述源区和所述体区共用，在相邻两个所述沟槽栅之间形成有第一接触孔，所述第一接触孔穿过对应的所述源区和所述体区；

所述第一接触孔具有如下自对准结构：

所述沟槽由形成于所述硅衬底表面的硬质掩膜层定义，所述硬质掩膜层打开形成的第一开口定义出所述沟槽的形成区域，在形成所述沟槽之后，所述硬质掩膜层被横向刻蚀而使所述第一开口扩大形成大于所述沟槽的宽度的第二开口，所述栅氧化层和所述多晶硅栅形成于所述沟槽和所述第二开口中；

在所述多晶硅栅的自对准定义下所述第二开口之间的所述硬质掩膜层和所述栅氧化层被去除并形成第三开口，所述第三开口将所述硅衬底的表面露出；

以所述栅氧化层为掩膜进行全面的硅刻蚀在所述第三开口的底部形成所述第一接触孔对应的第四开口同时将所述多晶硅栅回刻到位于所述沟槽的顶部表面以下以及所述源区的底部表面以上；

以所述栅氧化层为掩膜自对准在所述第四开口中完全填充第二多晶硅层形成所述第一接触孔并同时在所述多晶硅栅表面叠加所述第二多晶硅层；

在所述多晶硅栅顶部的所述沟槽中填充有层间膜，所述层间膜通过以所述沟槽外的所述硅衬底表面为停止层的回刻工艺自对准位于所述沟槽中并和所述沟槽外的所述硅衬底表面相平，所述沟槽外剩余的所述栅氧化层也通过所述层间膜的回刻工艺去除；

各所述器件单元结构的沟槽连通在一起以及多晶硅栅都连接在一起，在选定的所述器件单元结构的所述多晶硅栅的顶部形成有第二接触孔，所述第二接触孔穿过所述层间膜；

正面金属层的图形结构组成栅极和源极，所述栅极对应的正面金属层覆盖在所述第二接触孔对应的所述层间膜表面上且通过所述第二接触孔和所述多晶硅栅连接，所述源极对应的正面金属层覆盖在所述栅极之外的所述源区、所述层间膜和所述第一接触孔的表面，所述源极对应的正面金属层和所述栅极对应的正面金属层之间具有间隔，所述源极通过所述第一接触孔连接所述源区和所述体区。

2.如权利要求1所述的沟槽MOSFET，其特征在于：在所述硅衬底的背面形成有第一导电类型重掺杂的漏区，在所述漏区和所述体区之间的所述硅衬底组成漂移区；

在所述漏区的背面形成有由背面金属层组成的漏极。

3.如权利要求2所述的沟槽MOSFET，其特征在于：在所述硅衬底的表面形成有第一导电类型的硅外延层，所述体区、所述源区和所述漂移区都形成于所述硅外延层中。

4.如权利要求1所述的沟槽MOSFET，其特征在于：所述硬质掩膜层的材料为氧化层。

5.如权利要求1所述的沟槽MOSFET，其特征在于：所述第二接触孔中填充有钨层。

6.如权利要求5所述的沟槽MOSFET，其特征在于：所述第二接触孔的钨层和硅之间形成有阻挡层和粘合层。

7.如权利要求1所述的沟槽MOSFET，其特征在于：沟槽MOSFET为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，沟槽MOSFET为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。