[发明专利]一种提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法及沟槽MOSFET结构

权利要求书

1.一种提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在衬底的表面形成外延层；

步骤S2：在所述外延层的表面形成硬掩膜，所述硬掩膜包括第一氧化层、

第二氧化层和第一氮化硅，所述第一氧化层形成在所述外延层的表面，所述第一氮化硅形成在所述第一氧化层的表面，所述第二氧化层形成在所述第一氮化硅的表面；

步骤S3：在所述外延层中形成沟槽，去除所述第二氧化层，在所述沟槽的

表面生长栅氧化层；

步骤S4：淀积多晶硅，去除所述沟槽之外的多晶硅，去除所述第一氮化硅，

在外延层中形成第一掺杂区和第三掺杂区，淀积第二氮化硅，刻蚀所述第二氮化硅，在所述多晶硅的侧壁形成侧墙，所述多晶硅的左、右侧壁形成的侧墙的宽度相等；

步骤S5：在第一掺杂区中注入硼离子或磷离子形成第二掺杂区，所述第二掺杂区的掺杂浓度为第一掺杂区的掺杂浓度的20-100倍，去除所述侧墙，去除凸出于第一氧化层表面之上的多晶硅，淀积介质层并去除设定区域的介质层和设定区域的第一氧化层、第三掺杂区及第二掺杂区，形成源区接触孔；

在步骤S5中，所述第二掺杂区的宽度等于相邻所述侧墙之间的间距，所述第二掺杂区的两侧与对应的所述沟槽之间有距离，所述距离与所述侧墙的宽度相对应，所述距离内为第一掺杂区。

2.根据权利要求1所述的提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法，其特征在

于，所述衬底为N型衬底，所述外延层为N型外延层，在所述N型外延层的表面注入硼离子，所述第一掺杂区为第一P型掺杂区，所述第二掺杂区为第二P型掺杂区，所述第三掺杂区为N型掺杂区；或所述衬底为P型衬底，所述外延层为P型外延层，在所述P型外延层的表面注入磷离子，所述第一掺杂区为第一N型掺杂区，所述第二掺杂区为第二N型掺杂区，所述第三掺杂区为P型掺杂区。

3.根据权利要求1所述的提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法，其特征在

于，所述步骤S3包括：

步骤S31：采用光刻、干法刻蚀的工艺去除设定区域的第一氧化层、第一氮化硅和第二氧化层；

步骤S32：采用干法刻蚀的工艺，在所述设定区域的外延层中形成所述沟槽；

步骤S33：采用湿法腐蚀的工艺，去除所述第二氧化层。

4.根据权利要求3所述的提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法，其特征在

于，所述步骤S4包括：

步骤S41：采用干法刻蚀或化学机械研磨工艺去除所述沟槽之外的多晶硅，从上至下去除所述第一氮化硅表面的多晶硅；

步骤S42：采用湿法腐蚀工艺去除第一氮化硅；

步骤S43：采用化学气相淀积的工艺，在所述第一氧化层的表面、多晶硅的表面和侧壁生长第二氮化硅；

步骤S44：采用垂直向下的干法刻蚀工艺，将位于所述第一氧化层和多晶硅的顶部表面的第二氮化硅全部刻蚀掉，位于所述多晶硅侧壁的第二氮化硅保留下来且形成侧墙。

5.一种沟槽MOSFET结构，由上述权利要求4所述的一种提高沟槽MOSFET元胞密度的工艺方法制成，其特征在于：所述步骤S2中，所述第一氧化层的厚度为15-50nm，所述第一氮化硅的厚度为300-600nm，所述第二氧化层的厚度为200-400nm。

6.根据权利要求5所述的一种沟槽MOSFET结构，其特征在于，所述步骤S4

中，去除所述沟槽之外的多晶硅，多晶硅的上表面比所述第一氮化硅的上表面低0-100mm，所述步骤S42之后形成凸出的多晶硅，凸出的高度为所述多晶硅表面与所述第一氧化层表面的高度差，所述高度差为300-600nm，所述步骤S43中，淀积所述第二氮化硅，淀积的厚度小于所述多晶硅的上表面与所述第一氧化层表面的高度差，淀积的厚度为150-400nm。

7.根据权利要求5所述的一种沟槽MOSFET结构，其特征在于，所述步骤S5

中，所述侧墙的宽度与淀积所述第二氮化硅的厚度相对应，所述第二掺杂区的深度小于所述第一掺杂区的深度。