[发明专利]使用氧化物填充沟槽的双氧化物沟槽栅极功率MOSFET

摘要

一种为功率MOSFET制备双氧化物厚度的沟槽栅极结构的方法，包括制备一个半导体衬底；在衬底的顶面上制备一个第一沟槽；在第一沟槽中制备一个第一氧化层，第一氧化层具有从第一沟槽的底部开始的第一深度；沿第一沟槽的侧壁和第一氧化层上，制备一个电介质垫片；使用电介质垫片作为掩膜，刻蚀第一氧化层到第二深度，第二深度小于第一深度；除去电介质垫片；并且沿第一氧化层上方的第一沟槽侧壁，制备第二氧化层，第二氧化层的厚度比第一氧化层的厚度薄。

主权项

一种制备功率MOSFET的具有端接结构的双氧化物厚度的沟槽栅极结构的方法，其特征在于，包括：制备一个半导体衬底；在衬底的顶面上制备一个硬掩膜层；在硬掩膜层的顶面上制备一个第一电介质保护层；形成硬掩膜层和第一电介质保护层的图案，来限定一个有源沟槽作为第一沟槽，以及一个端接沟槽作为第二沟槽，该第二沟槽沿着半导体衬底的边缘制备以形成端接结构；利用图案化的硬掩膜层和第一电介质保护层作为掩膜，在半导体衬底的顶部表面形成第一沟槽和第二沟槽；其中，第二沟槽的宽度宽于第一沟槽的宽度，并且第二沟槽的深度深于第一沟槽的深度；在半导体衬底上制备一个第一氧化层，并且填充第一沟槽和第二沟槽，该第一氧化层形成在图案化的硬掩膜层和第一电介质保护层上；在第一氧化层上制备一个第二电介质保护层；形成第二电介质保护层的图案，来限定形成沟槽栅极结构的区域；其中，图案化第二电介质保护层，至少使得第一沟槽的整个开口露出，以及第二沟槽的开口中远离半导体衬底边缘的内部区域露出；而第二沟槽的开口中的外部区域被第二电介质保护层覆盖；利用图案化的第二电介质保护层作为掩膜，刻蚀位于第一沟槽和第二沟槽中的部分第一氧化层；其中，位于第一沟槽中顶部的第一氧化层被去除，只保留第一沟槽中底部的第一氧化层，位于第一沟槽中底部的第一氧化层具有一个由第一沟槽底部开始的第一深度；位于第二沟槽中顶部的内部区域的第一氧化层被去除，保留第二沟槽底部的内部区域的第一氧化层，并且第二沟槽的外部侧壁部分形成一个侧壁氧化物部分，该侧壁氧化物部分在刻蚀时被第二电介质保护层掩膜，并且形成为第二沟槽的外边缘；制备电介质垫片，该电介质垫片沿着第一沟槽和第二沟槽的侧壁形成，以及形成在分别位于第一沟槽和第二沟槽中的第一氧化层上，以及形成在第二沟槽中的侧壁氧化物部分上；利用电介质垫片作为掩膜，刻蚀第一沟槽和第二沟槽中的第一氧化层至一个由第一沟槽底部开始的第二深度，该第二深度低于第一深度；去除电介质垫片；并且制备第二氧化层，该第二氧化层沿着第一沟槽的侧壁形成，且位于第一氧化层的上方，以及至少沿着第二沟槽的一个内部区域的侧壁形成；该第二氧化层的厚度薄于第一氧化层的厚度。