屏蔽栅沟槽器件制造技术

本实用新型专利技术属于半导体技术领域，具体涉及一种屏蔽栅沟槽器件。一种屏蔽栅沟槽器件，包括：一外延层；和至少一有源区沟槽，位于所述外延层上；有源区沟槽内具有：一栅极多晶硅，位于有源区沟槽内上部；一源极多晶硅，位于有源区沟槽内下部；一横向氧化物介质层，位于栅极多晶硅和源极多晶硅之间，由横向氧化物介质层将栅极多晶硅和源极多晶硅隔开；横向氧化物介质层具有氧化物介质填充层和氧化物介质热氧层。本实用新型专利技术通过氧化物介质填充层和氧化物介质热氧层共同组成多晶硅间的横向氧化物介质层，减少了HDP填充前的深宽比，大大改善了HDP填充工艺窗口，避免出现填充空洞。避免出现填充空洞。避免出现填充空洞。

【技术实现步骤摘要】
屏蔽栅沟槽器件


[0001]本技术属于半导体
，具体涉及一种屏蔽栅沟槽器件。

技术介绍

[0002]随着对功率器件的导通电阻(Rsp)越来越高的要求，高集成密度成为器件发展的必然趋势。为了实现高集成密度需要缩小原胞尺寸(pitch size)，最常用的实现方式就是减小沟槽临界开口(Trench CD)。
[0003]在低压屏蔽栅极沟槽器件中，通常需要使用高密度等离子体(high density plasma，简称HDP)氧化膜层101作为栅极多晶硅(Gate Poly)102和源极多晶硅(Source Poly)103之间的介质层。通常屏蔽栅极沟槽器件从源极多晶硅103填充到HDP填充工艺流程如图1中所示，主要包括：
[0004]步骤
①
，源极多晶硅103沉淀；
[0005]步骤
②
，源极多晶硅103回蚀刻；
[0006]步骤
③
，沟槽104的侧壁氧化膜层105去除；
[0007]步骤
④
，HDP衬垫层(HDP liner)生长；
[0008]步骤
⑤
，HDP填充。
[0009]通过上述工艺流程及后续工艺流程，最终得到如图2所示的现有技术的器件结构。
[0010]HDP的填充能力和填充时沟槽结构的深宽比(AR ratio)有关，深宽比越大填充难度越高。小原胞尺寸屏蔽栅极沟槽器件意味着沟槽临界开口缩小，所以如图3中所示，HDP填充深宽比较大，如图1的
⑤
中所示，容易出现HDP填充空洞106，使器件产生缺陷。当器件的原胞尺寸不断缩小时，HDP填充要求已经接近现有工艺能力的极限，需要改善HDP填充前的深宽比。

技术实现思路

[0011]本技术针对栅极多晶硅和源极多晶硅之间的高密度等离子体氧化膜介质层容易出现填充空洞，使器件产生缺陷的技术问题，目的在于提供一种屏蔽栅沟槽器件。
[0012]一种屏蔽栅沟槽器件，包括：一外延层；和至少一有源区沟槽，位于所述外延层上；
[0013]所述有源区沟槽内具有：
[0014]一栅极多晶硅，位于所述有源区沟槽内上部；
[0015]一源极多晶硅，位于所述有源区沟槽内下部；
[0016]一横向氧化物介质层，位于所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅之间，由所述横向氧化物介质层将所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅隔开；
[0017]所述横向氧化物介质层具有氧化物介质填充层和氧化物介质热氧层。
[0018]所述氧化物介质填充层位于所述氧化物介质热氧层的上方，所述氧化物介质填充层连接所述栅极多晶硅，所述氧化物介质热氧层连接所述源极多晶硅。
[0019]所述有源区沟槽中心深度：所述氧化物介质填充层的厚度为100：22.7
‑
100：43.1，
优选为100：25
‑
100：41，更优选为100：36.4。
[0020]所述有源区沟槽中心深度：氧化物介质热氧层的厚度为100：8
‑
100：10，优选为100：8.5
‑
100：9.5，更优选为100：9.1。
[0021]所述氧化物介质填充层为HDP氧化膜。
[0022]所述氧化物介质热氧层为热氧工艺氧化物介质层。
[0023]所述屏蔽栅沟槽器件还包括：
[0024]一源极侧壁介质层，位于所述源极多晶硅和所述有源区沟槽之间，由所述源极侧壁介质层将所述源极多晶硅和所述有源区沟槽隔开；
[0025]所述源极侧壁介质层内嵌设有所述氧化物介质热氧层，所述源极侧壁介质层上方连接有所述氧化物介质填充层。
[0026]所述氧化物介质热氧层的顶面与所述源极侧壁介质层的顶面齐平。
[0027]所述屏蔽栅沟槽器件还包括：
[0028]一栅极氧化物介质层，位于所述栅极多晶硅与所述有源区沟槽之间，底端连接所述氧化物介质填充层；
[0029]一体区，位于所述外延层上方；
[0030]一源区，位于所述体区上方；
[0031]一介质隔离层，位于所述源区上方；
[0032]一金属电极，位于所述介质隔离层上方，所述金属电极与所述源区由所述介质隔离层隔开；
[0033]一连接孔，上端连接所述金属电极，下端贯穿所述介质隔离层和所述源区后经一连接孔注入区连接所述体区；
[0034]所述有源区沟槽从上往下依次贯穿所述源区和所述体区并延伸入于所述外延层。
[0035]所述外延层为第一掺杂类型，所述体区为第二掺杂类型，所述源区为第一掺杂类型，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反。
[0036]所述体区为P型掺杂类型的P型掺杂区，所述源区为N型掺杂类型的N型掺杂区。
[0037]本技术的积极进步效果在于：本技术采用屏蔽栅沟槽器件，通过氧化物介质填充层和氧化物介质热氧层共同组成多晶硅间的横向氧化物介质层，减少了HDP填充前的深宽比，大大改善了HDP填充工艺窗口，避免出现填充空洞。
附图说明
[0038]图1为现有技术中HDP填充工艺流程图；
[0039]图2为现有技术器件的一种断面结构图；
[0040]图3为现有技术中HDP填充前的一种断面结构图；
[0041]图4为本技术器件的一种断面结构图；
[0042]图5为本技术的HDP填充工艺流程图；
[0043]图6为本技术HDP填充前的一种断面结构图。
具体实施方式
[0044]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下
面结合具体图示进一步阐述本技术。
[0045]参照图4，一种屏蔽栅沟槽器件，包括有源区结构，该有源区结构包括：
[0046]外延层201，外延层为第一掺杂类型。
[0047]至少一有源区沟槽202，位于外延层201上。
[0048]栅极多晶硅203，位于有源区沟槽202内上部。
[0049]源极多晶硅204，位于有源区沟槽202内下部。
[0050]横向氧化物介质层，位于栅极多晶硅203和源极多晶硅204之间，由横向氧化物介质层将栅极多晶硅203和源极多晶硅204隔开。横向氧化物介质层具有氧化物介质填充层205和氧化物介质热氧层206。氧化物介质填充层205位于氧化物介质热氧层206的上方，氧化物介质填充层205连接栅极多晶硅203，氧化物介质热氧层206连接源极多晶硅204。氧化物介质填充层205的厚度、氧化物介质热氧层206的厚度可以根据器件结构的应用需求选用下述具体参数：有源区沟槽202中心深度：氧化物介质填充层205的厚度为100：22.7
‑
100：43.1，优选为100：25
‑
100：41，更优选为100：36.4。有源区沟槽202中心深度：氧化物介质热氧层206的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽栅沟槽器件，包括：一外延层；和至少一有源区沟槽，位于所述外延层上；所述有源区沟槽内具有：一栅极多晶硅，位于所述有源区沟槽内上部；一源极多晶硅，位于所述有源区沟槽内下部；一横向氧化物介质层，位于所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅之间，由所述横向氧化物介质层将所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅隔开；其特征在于，所述横向氧化物介质层具有氧化物介质填充层和氧化物介质热氧层。2.如权利要求1所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述氧化物介质填充层位于所述氧化物介质热氧层的上方，所述氧化物介质填充层连接所述栅极多晶硅，所述氧化物介质热氧层连接所述源极多晶硅。3.如权利要求1所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：所述氧化物介质填充层的厚度为100：22.7
‑
100：43.1。4.如权利要求3所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：所述氧化物介质填充层的厚度为100：25
‑
100：41。5.如权利要求4所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：所述氧化物介质填充层的厚度为100：36.4。6.如权利要求1所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：氧化物介质热氧层的厚度为100：8
‑
100：10。7.如权利要求6所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：氧化物介质热氧层的厚度为100：8.5
‑
100：9.5。8.如权利要求7所述的屏蔽栅沟槽器件，其特征在于，所述有源区沟槽中心深度：氧化物介质热氧层的厚度为100：9.1。9.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃源，高盼盼，
申请(专利权)人：上海矽普半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：