沟槽金氧半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法，其中所述沟槽金氧半导体元件包括基底、第一介电层、第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极。基底具有沟槽。沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁。第一介电层设置于沟槽的表面上。第一介电层的顶部低于沟槽的顶部。第一下部电极设置于位在第一侧壁上的第一介电层上。第二下部电极设置于位在第二侧壁上的第一介电层上。第一上部电极设置于第一介电层上方的第一侧壁上。第二上部电极设置于第一介电层上方的第二侧壁上。第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极、第二上部电极与基底于沟槽中彼此电性绝缘。所述沟槽金氧半导体元件可有效地减少处理数并降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
沟槽金氧半导体元件及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体元件，尤其涉及一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法。
技术介绍
随着半导体产业的发展与产品需求，具有屏蔽栅极的沟槽金氧半导体元件被广泛地应用在电源开关(powerswitch)元件中。由于具有屏蔽栅极的沟槽金氧半导体元件具有许多优良的性能，在一些应用上，比传统的金氧半晶体管开关结构更具有优势。举例来说，具有屏蔽栅极的沟槽金氧半导体元件具有较低的晶体管栅漏电容，较小的导通电阻，并且提供较高的崩溃电压(breakdownvoltage)。一般来说，传统沟槽金氧半导体元件在单一个沟槽中具有一个下部电极与一个上部电极，且下部电极作为屏蔽栅极。然而，传统沟槽金氧半导体元件的处理复杂且处理成本较高，因此如何减少处理数并降低制造成本为目前业界积极努力的目标。
技术实现思路
本专利技术提供一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法，其可有效地减少处理数并降低制造成本。本专利技术提出一种沟槽金氧半导体元件，包括基底、第一介电层、第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极。基底具有沟槽。沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁。第一介电层设置于沟槽的表面上。第一介电层的顶部低于沟槽的顶部。第一下部电极设置于位在第一侧壁上的第一介电层上。第二下部电极设置于位在第二侧壁上的第一介电层上。第一上部电极设置于第一介电层上方的第一侧壁上。第二上部电极设置于第一介电层上方的第二侧壁上。第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极、第二上部电极与基底于沟槽中彼此电性绝缘。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，还可包括第二介电层与第三介电层。第二介电层设置于第一上部电极与基底之间。第三介电层设置于第二上部电极与基底之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，还可包括第四介电层。第四介电层填满沟槽，且覆盖第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极。本专利技术提出一种沟槽金氧半导体元件的制造方法，包括以下步骤。提供基底，其具有沟槽，沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁。于沟槽的表面上形成第一介电层，第一介电层的顶部低于沟槽的顶部。于位在第一侧壁上的第一介电层上形成第一下部电极。于位在第二侧壁上的第一介电层上形成第二下部电极。于第一介电层上方的第一侧壁上形成第一上部电极。于第一介电层上方的第二侧壁上形成第二上部电极。第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极、第二上部电极与基底于沟槽中彼此电性绝缘。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第一介电层的形成方法可包括以下步骤。于沟槽中形成共形的第一介电材料层。于第一介电材料层上形成光阻层。光阻层的顶部低于沟槽的顶部。移除未被光阻层所覆盖的第一介电材料层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，光阻层的形成方法包括以下步骤。于第一介电材料层上形成填满沟槽的光阻材料层。对光阻材料层进行回蚀刻处理。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极的形成方法可包括以下步骤。于第一介电层上、第一介电层上方的第一侧壁上与第二侧壁上共形地形成电极材料层。对电极材料层进行回蚀刻处理。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，还可包括以下步骤。于第一上部电极与基底之间形成第二介电层。于第二上部电极与基底之间形成第三介电层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第二介电层与第三介电层还可形成于基底的顶面上。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，还可包括形成填满沟槽的第四介电层。第四介电层覆盖第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极。基于上述，在本专利技术所提出的沟槽金氧半导体元件及其制造方法中，由于在同一个沟槽中可具有第一下部电极、第二下部电极、第一上部电极与第二上部电极，亦即在同一个沟槽中可具有两组遮蔽栅极与两组通道栅极，因此可有效地减少处理数并降低制造成本。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A至图1G为本专利技术一实施例的沟槽金氧半导体元件的制造流程剖面图。附图标号说明：10：沟槽金氧半导体元件100：基底102：沟槽104：介电材料层104a、108a、108b、112：介电层106：光阻材料层106a：光阻层110：电极材料层BG1、BG2：下部电极TG1、TG2：上部电极SW1、SW2：侧壁具体实施方式图1A至图1G为本专利技术一实施例的沟槽金氧半导体元件的制造流程剖面图。请参照图1A，提供基底100。基底100包括硅基底，且更可包括设置在硅基底上的磊晶硅层。基底100具有沟槽102。沟槽102具有彼此相对的第一侧壁SW1与第二侧壁SW2。沟槽102可通过组合使用微影处理与蚀刻处理对基底100进行图案化而形成。接着，可于沟槽102中形成共形的介电材料层104。介电材料层104的材料可为氧化硅。介电材料层104的形成方法可为热氧化法或化学气相沉积法。请参照图1B，可于介电材料层104上形成填满沟槽102的光阻材料层106。光阻材料层106的材料可为正光阻材料、负光阻或任何已知的光阻材料。光阻材料层106的形成方法可为旋转涂布法。请参照图1C，可对光阻材料层106进行回蚀刻处理，藉此可于介电材料层104上形成光阻层106a。光阻层106a的顶部低于沟槽102的顶部。对光阻材料层106所进行的回蚀刻处理可为干式蚀刻处理或湿式蚀刻处理。请参照图1D，可移除未被光阻层106a所覆盖的介电材料层104，藉此可于沟槽102的表面上形成介电层104a。介电层104a的顶部低于沟槽102的顶部。未被光阻层106a所覆盖的介电材料层104的移除方法可为干式蚀刻法或湿式蚀刻法。请参照图1E，移除光阻层106a。光阻层106a的移除方法可为干式去光阻法或湿式去光阻法。接下来，可于介电层104a上方的侧壁SW1上形成介电层108a，且可于介电层104a上方的侧壁SW2上形成介电层108b。此外，介电层108a与介电层108b更可形成于基底100的顶面上。介电层108a与介电层108b的形成方法可为热氧化法。之后，可于介电层104a上、介电层104a上方的侧壁SW1上与侧壁SW2上共形地形成电极材料层110，且电极材料层110可覆盖介电层108a与介电层108b。电极材料层110的材料可为掺杂多晶硅。掺杂多晶硅的形成方法可为先形成未掺杂多晶硅，再对未掺杂多晶硅进行掺杂，或者使用临场(in-situ)掺杂的化学气相沉积法。请参照图1F，对电极材料层110进行回蚀刻处理，以移除部分电极材料层110。藉此，可于位在侧壁SW1上的介电层104a上形成下部电极BG1，可于位在侧壁SW2上的介电层104a上形成下部电极BG2，可于介电层104a上方的侧壁SW1上形成上部电极TG1，且可于介电层104a上方的侧壁SW2上形成上部电极TG2。下部电极BG1与下部电极BG2分别可作为遮蔽栅极，且上部电极TG1与上部电极TG2分别可作为通道栅极。此外，上部电极TG1可位介电层108a上，且上部电极TG2可位于介电层10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽金氧半导体元件，其特征在于，包括：基底，具有沟槽，且所述沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁；第一介电层，设置于所述沟槽的表面上，其中所述第一介电层的顶部低于所述沟槽的顶部；第一下部电极，设置于位在所述第一侧壁上的所述第一介电层上；第二下部电极，设置于位在所述第二侧壁上的所述第一介电层上；第一上部电极，设置于所述第一介电层上方的所述第一侧壁上；以及第二上部电极，设置于所述第一介电层上方的所述第二侧壁上，其中所述第一下部电极、所述第二下部电极、所述第一上部电极、所述第二上部电极与所述基底于所述沟槽中彼此电性绝缘。

【技术特征摘要】
2017.12.08 TW 1061430561.一种沟槽金氧半导体元件，其特征在于，包括：基底，具有沟槽，且所述沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁；第一介电层，设置于所述沟槽的表面上，其中所述第一介电层的顶部低于所述沟槽的顶部；第一下部电极，设置于位在所述第一侧壁上的所述第一介电层上；第二下部电极，设置于位在所述第二侧壁上的所述第一介电层上；第一上部电极，设置于所述第一介电层上方的所述第一侧壁上；以及第二上部电极，设置于所述第一介电层上方的所述第二侧壁上，其中所述第一下部电极、所述第二下部电极、所述第一上部电极、所述第二上部电极与所述基底于所述沟槽中彼此电性绝缘。2.根据权利要求1所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，还包括：第二介电层，设置于所述第一上部电极与所述基底之间；以及第三介电层，设置于所述第二上部电极与所述基底之间。3.根据权利要求1所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，还包括第四介电层，其中所述第四介电层填满所述沟槽，且覆盖所述第一下部电极、所述第二下部电极、所述第一上部电极与所述第二上部电极。4.一种沟槽金氧半导体元件的制造方法，其特征在于，包括：提供基底，其具有沟槽，且所述沟槽具有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁；于所述沟槽的表面上形成第一介电层，其中所述第一介电层的顶部低于所述沟槽的顶部；于位在所述第一侧壁上的所述第一介电层上形成第一下部电极；于位在所述第二侧壁上的所述第一介电层上形成第二下部电极；于所述第一介电层上方的所述第一侧壁上形成第一上部电极；以及于所述第一介电层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲甫，
申请(专利权)人：力祥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71