[发明专利]一种具有高K介质沟槽栅的MOSFET及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高K介质沟槽栅的MOSFET，其特征在于：在栅氧化层内侧增加一层高K介质薄膜，所述高K介质薄膜的介电常数为栅氧化层的2-3倍。

2.根据权利要求1所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET，其特征在于：在高K介质薄膜的内侧增加一层栅氧化层，当所述高K介质薄膜采用氮化物时，形成氧化层-氮化层-氧化层的结构。

3.根据权利要求1所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET，其特征在于：所述高K介质薄膜采用氮化硅或氧化铝。

4.一种具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作衬底；

(2)在衬底上淀积一层SiO₂，通过光刻、刻蚀形成沟槽结构，该沟槽的深度为0.6-2um，宽度为0.2-1.2um，倾斜角度为88-89度；

(3)在沟槽侧壁通过干法氧化形成一层厚度为500-2000埃的氧化层，氧化温度为1000-1100℃；通过湿法漂洗去除所有氧化层，修复沟槽刻蚀损伤，并使沟槽底部圆滑；

(4)在沟槽侧壁生长一层厚度为500-1200埃的氧化层，生长温度为950℃-1050℃，在该氧化层上再生长一层厚度为50-500埃的高K介质层，继续在高K介质层上生长一层厚度为100-300埃的氧化层；

(5)通过多晶沉积、光刻、刻蚀，形成多晶栅，多晶厚度为0.8-1.2um；

(6)在芯片表面注入硼元素，注入能量为60KEV～120Kev，高温退火形成P阱，退火条件为1100℃/60min；N+区光刻、注入、退火，注入元素为砷元素，注入能量为60KeV，退火条件为950℃/60min；

(7)在N+区上淀积一层厚度为8000-12000埃的氧化层作为介质层，通过孔光刻、刻蚀，形成接触孔；

(8)通过注入、退火，降低接触孔的接触电阻，注入的元素为B或BF₂，注入的剂量为2E14-5E14，注入的能量为30-40KeV，退火条件为950℃/30s；在接触孔中淀积Ti或TiN层，并填充金属钨，形成欧姆接触孔；

(9)在P阱和介质层上淀积金属铝，通过刻蚀金属铝形成各功能区；

(10)沉积钝化层7000-12000埃，然后光刻腐蚀，形成Gate和Source的开口区；

(11)减薄衬底背面，并在衬底背面蒸镀Ti-Ni-Ag合金。

5.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，衬底采用N型(100)晶向，并掺杂砷元素或磷元素。

6.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，多晶的掺杂浓度为1E19-6E19，掺杂元素为磷。

7.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(6)中，注入硼元素的剂量根据阈值电压确定；采用双注入提高P阱掺杂浓度的均匀性。

8.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(7)中，沉积的氧化层中掺杂硼元素和磷元素。

9.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(9)中，沉积的金属铝中掺杂SiCu。

10.根据权利要求4所述具有高K介质沟槽栅的MOSFET制备方法，其特征在于，在步骤(10)中，所述钝化层为氮化硅。