[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TW201926470A - 溝槽式閘極金氧半場效電晶體 - Google Patents

溝槽式閘極金氧半場效電晶體 Download PDF

Info

Publication number
TW201926470A
TW201926470A TW106142751A TW106142751A TW201926470A TW 201926470 A TW201926470 A TW 201926470A TW 106142751 A TW106142751 A TW 106142751A TW 106142751 A TW106142751 A TW 106142751A TW 201926470 A TW201926470 A TW 201926470A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
insulating
trench
field effect
effect transistor
Prior art date
Application number
TW106142751A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡依芸
Original Assignee
力祥半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 力祥半導體股份有限公司 filed Critical 力祥半導體股份有限公司
Priority to TW106142751A priority Critical patent/TW201926470A/zh
Priority to CN201810160754.1A priority patent/CN109887999A/zh
Publication of TW201926470A publication Critical patent/TW201926470A/zh

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

本發明提供一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體,包括基底、磊晶層、第一導體層、第一絕緣層、第二導體層以及第二絕緣層。磊晶層配置於基底上且具有至少一溝槽。第一導體層配置於溝槽的下部。第一絕緣層配置於第一導體層與磊晶層之間。第二導體層配置於溝槽的上部。第二絕緣層配置於第二導體層與第一導體層之間且具有頂面及底面,所述頂面的寬度大於所述底面的寬度。

Description

溝槽式閘極金氧半場效電晶體
本發明是有關於一種電晶體及其製造方法,且特別是有關於一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體及其製造方法。
功率開關電晶體在電源管理領域已廣泛使用,理想的功率開關必須具有低寄生電容(Parasitic capacitance)的特性,以確保功率開關電晶體的反應速度以提供良好的功率轉換效率。
在習知的功率開關電晶體結構中,溝槽電極結構包含在上部的閘電極(gate)與在下部的源電極(source)。在閘電極底面的兩側具有齒狀凸出,會縮短閘極與汲極(drain)之間的距離,導致閘極與汲極間的寄生電容(Qgd)增加,進而影響功率開關電晶體的切換速度。習知製程可藉由控制源電極的蝕刻高度以消除閘電極底面兩側的齒狀凸出結構,但源電極的蝕刻很難精確控制,導致製程成本增加且品質不穩定。
因此,如何不增加製程成本,且能穩定製造低閘極-汲極間寄生電容的功率開關電晶體,為業界亟欲改善的問題。
本發明提供一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體及其製造方法,可利用現有的製程提供品質穩定的低寄生電容的溝槽式閘極金氧半場效電晶體。
本發明提供一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其包括基底、磊晶層、第一導體層、第一絕緣層、第二導體層以及第二絕緣層。磊晶層配置於基底上且具有至少一溝槽。第一導體層配置於溝槽的下部。第一絕緣層配置於第一導體層與磊晶層之間。第二導體層配置於溝槽的上部。第二絕緣層配置於第二導體層與第一導體層之間且具有頂面及底面,所述頂面的寬度大於所述底面的寬度。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層的頂面實質上平坦。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層的剖面為T型。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層包括下絕緣部以及上絕緣部,且下絕緣部位於第一導體層與上絕緣部之間。
在本發明的一實施例中,所述下絕緣部的緻密度大於上絕緣部的緻密度。
在本發明的一實施例中,所述下絕緣部與上絕緣部之間的介面不高於第一絕緣層的頂面。
在本發明的一實施例中,所述溝槽式閘極金氧半場效電晶體更包括側絕緣部,且側絕緣部位於第二絕緣層與磊晶層之間。
在本發明的一實施例中,所述側絕緣部的緻密度大於第二絕緣層的緻密度。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層的緻密度小於第一絕緣層的緻密度。
本發明提供一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其包括以下步驟。於基底上形成磊晶層。於磊晶層中形成至少一溝槽。於溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導體層,第一絕緣層位於第一導體層與磊晶層之間。於第一導體層上形成第二絕緣層,第二絕緣層具有頂面及底面,所述頂面的寬度大於所述底面的寬度。於溝槽的上部形成第二導體層。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層的頂面實質上平坦。
在本發明的一實施例中,所述第二絕緣層的剖面為T型。
在本發明的一實施例中,於所述溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導體層的方法包括以下步驟。於溝槽的表面上形成第一絕緣材料層。於第一絕緣材料層上形成第一導體材料層,第一導體材料層填滿溝槽。使第一絕緣材料層的上部的厚度變薄,以形成環繞第一導體材料層的第一開口。移除部分第一導體材料層,以形成第二開口,第二開口的底面低於第一開口的底面。
在本發明的一實施例中,於所述第一導體層上形成第二絕緣層的方法包括以下步驟。於磊晶層上形成第二絕緣材料層,第二絕緣材料層填滿第一開口以及第二開口。移除部分第二絕緣材料層。
在本發明的一實施例中,於移除部分所述第二絕緣材料層的步驟中,更包括移除部分第一絕緣材料層,以裸露出部分磊晶層。
在本發明的一實施例中,於所述第一導體層上形成第二絕緣層的方法包括:形成下絕緣部與上絕緣部,下絕緣部與上絕緣部之間的介面不高於第一絕緣層的頂面。
在本發明的一實施例中,於所述溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導體層的方法包括以下步驟。於溝槽的表面上形成第一絕緣材料層。於第一絕緣材料層上形成第一導體材料層,第一導體材料層填滿溝槽。移除部分第一導體材料層,以形成第一開口。移除部分第一絕緣材料層,以形成第二開口,第一開口的底面低於第二開口的底面。
在本發明的一實施例中,於所述第一導體層上形成第二絕緣層的方法包括以下步驟。於所述磊晶層上形成第二絕緣材料層,所述第二絕緣材料層填滿所述第一開口以及所述第二開口。移除部分所述第二絕緣材料層。
在本發明的一實施例中,於所述第一導體層上形成第二絕緣層的方法包括:形成下絕緣部與上絕緣部,下絕緣部與上絕緣部之間的介面不高於第一絕緣層的頂面。
在本發明的一實施例中,所述下絕緣部的緻密度大於上絕緣部的緻密度。
基於所述,本發明的製造方法簡單、製程裕度寬,且可利用現有的製程輕易地製作出低閘極-汲極間寄生電容的溝槽式閘極金氧半場效電晶體。
為讓本發明的所述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至1I為依據本發明一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法的剖面示意圖。
請參照圖1A,於基底102上形成磊晶層104。在一實施例中,基底102為具有第一導電型的半導體基底,例如是N型重摻雜的矽基底。在一實施例中,磊晶層104為具有第一導電型的磊晶層,例如是N型輕摻雜的磊晶層,且其形成方法包括進行選擇性磊晶生長(selective epitaxy growth,SEG)製程。
接著,於磊晶層104中形成至少一溝槽106。在一實施例中,於磊晶層104上形成罩幕層。接著,以罩幕層為罩幕進行蝕刻製程,以移除部分磊晶層104。然後,移除罩幕層。
請參照圖1B,於溝槽106的表面上形成第一絕緣材料層108。在一實施例中,第一絕緣材料層108的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化製程或化學氣相沉積製程。
請參照圖1C,於第一絕緣材料層108上形成第一導體材料層110,且第一導體材料層110填滿溝槽106。第一導體材料層110的材料包括摻雜多晶矽。在一實施例中,第一導體材料層110的形成方法包括先進行化學氣相沉積(CVD)製程以形成填滿溝槽106的導體材料,再進行化學機械研磨(CMP)製程或回蝕刻製程以移除溝槽106外的導體材料。
請參照圖1D,使第一絕緣材料層108的上部的厚度變薄,以形成環繞第一導體材料層110的第一開口107。更具體地說,第一開口107裸露出第一導體材料層110的上部。在一實施例中,第一絕緣材料層108經薄化步驟後形成第一絕緣層108a、108b,第一絕緣層108a的厚度較厚,而第一絕緣層108b的厚度較薄,且第一絕緣層108b位於第一絕緣層108a上方。在一實施例中,所述薄化步驟包括進行回蝕刻製程。
請參照圖1E,移除部分第一導體材料層110,以形成第二開口109,第二開口109的底面低於第一開口107的底面。在一實施例中,第二開口109與第一開口107彼此相連。在一實施例中,第一導體材料層110經移除步驟後形成第一導體層110a。在一實施例中,移除部分第一導體材料層110的方法包括進行濕蝕刻製程。
基於所述,於形成溝槽106的步驟之後,進行圖1B至圖1E的步驟,以於溝槽106的下部形成第一絕緣層108a以及第一導體層110a,第一絕緣層108a位於第一導體層110a與磊晶層104之間。
請參照圖1F,於第一導體層110a上形成下絕緣部112。在一實施例中,下絕緣部112的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化製程。在一實施例中,下絕緣部112的頂面低於第一絕緣層108a的頂面。
接著,請同時參照圖1F以及圖1G,於下絕緣部112上形成上絕緣部114a。在一實施例中,於磊晶層104上形成絕緣材料層114,且絕緣材料層114填滿第一開口107以及第二開口109,如圖1F所示。在一實施例中,絕緣材料層114的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。
然後,如圖1G所示,移除部分絕緣材料層114以形成上絕緣部114a。在一實施例中,移除部分絕緣材料層114的方法包括進行回蝕刻製程。在一實施例中,所述移除步驟也會移除掉部分第一絕緣層108b,以裸露出部分磊晶層104。在一實施例中,上絕緣部114a未與磊晶層104接觸。更具體地說,上絕緣部114a與磊晶層104之間配置有部分第一絕緣層108a、108b。在一實施例中,下絕緣部112與上絕緣部114a之間的介面不高於(例如,低於)第一絕緣層108a的頂面。
在一實施例中,下絕緣部112與上絕緣部114a構成第二絕緣層115,第二絕緣層115具有頂面TS及底面BS,頂面TS的寬度大於底面BS的寬度。在一實施例中,第二絕緣層115的剖面為T型。更具體地說,下絕緣部112的剖面為水平I型,上絕緣部114a的剖面為T型。在一實施例中,第二絕緣層115的頂面TS實質上平坦。
接著,請參照圖1H,於溝槽106的上部形成第三氧化層116以及第二導體層118。在一實施例中,第三氧化層116形成於第二導體層118與磊晶層104之間。在一實施例中,第三氧化層116的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化法。
然後,於磊晶層104上形成導體材料,且導體材料填滿溝槽106。在一實施例中,導體材料包括摻雜多晶矽,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。之後,進行化學機械研磨製程或回蝕刻製程,以移除溝槽106外的導體材料。
請參照圖1I,於磊晶層104中形成主體層120。在一實施例中,主體層120為具有第二導電型的主體層,例如是P型主體層,且其形成方法包括進行離子植入製程。
然後,於主體層120中形成摻雜區122。在一實施例中,摻雜區122為具有第一導電型的摻雜區122,例如是N型重摻雜區,且其形成方法包括進行離子植入製程。
接著,於磊晶層104上形成介電層124。在一實施例中,介電層124的材料包括氧化矽、硼磷矽玻璃(BPSG)、磷矽玻璃(PSG)、氟矽玻璃(FSG)或未摻雜矽玻璃(USG),且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。
繼之,形成接觸栓126,且接觸栓126與摻雜區122電性連接。在一實施例中,形成貫穿介電層124及摻雜區122的至少二開口。形成所述開口的方法包括進行微影蝕刻製程。之後,於所述開口中填入導體層以構成接觸栓126。導體層的材料包括金屬,例如鋁,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。至此,完成本發明的溝槽式閘極金氧半場效電晶體10的製作。
在一實施例中,也可以省略圖1F的形成下絕緣部112的步驟,以形成如圖2之溝槽式閘極金氧半場效電晶體11。在一實施例中,第一導體層108a與第二導體層118之間的第二絕緣層(即上絕緣部114a)具有頂面TS及底面BS,頂面TS的寬度大於底面BS的寬度。在一實施例中,第二絕緣層(即上絕緣部114a)的剖面為T型,且第二絕緣層的頂面TS實質上平坦。
圖3A至3I為依據本發明又一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法的剖面示意圖。
請參照圖3A,於基底202上形成磊晶層204。在一實施例中,基底202為具有第一導電型的半導體基底,例如是N型重摻雜的矽基底。在一實施例中,磊晶層204為具有第一導電型的磊晶層,例如是N型輕摻雜的磊晶層,且其形成方法包括進行選擇性磊晶生長(SEG)製程。
接著,於磊晶層204中形成至少一溝槽206。在一實施例中,於磊晶層204上形成罩幕層。接著,以罩幕層為罩幕進行蝕刻製程,以移除部分磊晶層204。然後,移除罩幕層。
請參照圖3B,於溝槽206的表面上形成第一絕緣材料層208。在一實施例中,第一絕緣材料層208的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化製程或化學氣相沉積製程。
請參照圖3C,於第一絕緣材料層208上形成第一導體材料層210,且第一導體材料層210填滿溝槽206。第一導體材料層210的材料包括摻雜多晶矽。在一實施例中,第一導體材料層210的形成方法包括先進行化學氣相沉積製程以形成填滿溝槽206的導體材料,再進行化學機械研磨製程或回蝕刻製程以移除溝槽206外的導體材料。
請參照圖3D,移除部分第一導體材料層210,以形成第一開口207。在一實施例中,第一導體材料層210經移除步驟後形成第一導體層210a。在一實施例中,移除部分第一導體材料層210的方法包括進行濕蝕刻製程。
請參照圖3E,移除部分第一絕緣材料層208,以形成第二開口209,第一開口207的底面低於第二開口209的底面。更具體地說,第二開口209裸露出部分磊晶層204。在一實施例中,第二開口109與第一開口107彼此相連。在一實施例中,第一絕緣材料層208經移除步驟後形成第一絕緣層208a,且第一絕緣層208a的頂面高於第一導體層210a的頂面。在一實施例中,移除部分第一絕緣材料層208的方法包括進行回蝕刻製程。
請參照圖3F,於第一導體層210a上形成下絕緣部212。在一實施例中,下絕緣部112的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化製程。在一實施例中,下絕緣部212的頂面低於第一絕緣層208a的頂面。
接著,請同時參照圖3F以及圖3G,於下絕緣部212上形成上絕緣部214a。在一實施例中,於磊晶層204上形成絕緣材料層214,且絕緣材料層214填滿第一開口207以及第二開口209,如圖3F所示。在一實施例中,絕緣材料層214的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。
然後,如圖3G所示,移除部分絕緣材料層214以形成上絕緣部214a。在一實施例中,移除部分絕緣材料層214的方法包括進行回蝕刻製程。在一實施例中,上絕緣部214a與磊晶層204實體接觸。在一實施例中,下絕緣部212與上絕緣部214a之間的介面不高於(例如,低於)第一絕緣層208a的頂面。
在一實施例中,下絕緣部212與上絕緣部214a構成第二絕緣層215,第二絕緣層215具有頂面TS及底面BS,頂面TS的寬度大於底面BS的寬度。在一實施例中,第二絕緣層215的剖面為T型。更具體地說,下絕緣部212的剖面為水平I型,上絕緣部214a的剖面為T型。在一實施例中,第二絕緣層215的頂面TS實質上平坦。
請參照圖3H,於溝槽206的上部形成第三氧化層216以及第二導體層218。在一實施例中,第三氧化層216形成於第二導體層218與磊晶層204之間。在一實施例中,第三氧化層216的材料包括氧化矽,且其形成方法包括進行熱氧化法。
然後,於磊晶層204上形成導體材料,且導體材料填滿溝槽206。在一實施例中,導體材料包括摻雜多晶矽,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。之後,進行化學機械研磨製程或回蝕刻製程,以移除溝槽206外的導體材料。
請參照圖3I,於磊晶層204中形成主體層220。在一實施例中,主體層220為具有第二導電型的主體層,例如是P型主體層,且其形成方法包括進行離子植入製程。
然後,於主體層220中形成摻雜區222。在一實施例中,摻雜區222為具有第一導電型的摻雜區222,例如是N型重摻雜區,且其形成方法包括進行離子植入製程。
接著,於磊晶層204上形成介電層224。在一實施例中,介電層224的材料包括氧化矽、硼磷矽玻璃(BPSG)、磷矽玻璃(PSG)、氟矽玻璃(FSG)或未摻雜矽玻璃(USG),且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。
繼之,形成接觸栓226,且接觸栓226與摻雜區222電性連接。在一實施例中,形成貫穿介電層224及摻雜區222的至少二開口。形成所述開口的方法包括進行微影蝕刻製程。之後,於所述開口中填入導體層以構成接觸栓226。導體層的材料包括金屬,例如鋁,且其形成方法包括進行化學氣相沉積製程。至此,完成本發明的溝槽式閘極金氧半場效電晶體20的製作。
在一實施例中,也可以省略圖3F的形成下絕緣部212的步驟,以形成如圖4之溝槽式閘極金氧半場效電晶體21。在一實施例中,第一導體層208a與第二導體層218之間的第二絕緣層(即上絕緣部214a)具有頂面TS及底面BS,頂面TS的寬度大於底面BS的寬度。在一實施例中,第二絕緣層(即上絕緣部214a)的剖面為T型,且第二絕緣層的頂面TS實質上平坦。
在以上的實施例中,是以第一導電型為N型,第二導電型為P型為例來說明,但本發明並不以此為限。本領域具有通常知識者應了解,第一導電型也可以為P型,而第二導電型為N型。
以下,將參照圖1I、圖2、圖3I以及圖4來說明本發明的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的結構。在一實施例中,溝槽式閘極金氧半場效電晶體10/11/20/21包括基底102/202、磊晶層104/204、第一導體層110a/210a、第一絕緣層108a/208a、第二導體層118/218以及第二絕緣層。磊晶層104/204配置於基底102/202上且具有至少一溝槽106/206。第一導體層110a/210a配置於溝槽106/206的下部。第一絕緣層108a/208a配置於第一導體層110a/210a與磊晶層104/204之間。第二導體層118/218配置於溝槽106/206的上部。第二絕緣層配置於第二導體層118/218與第一導體層110a/210a之間且具有頂面TS及底面BS,所述頂面TS的寬度大於底面BS的寬度。在一實施例中,第二絕緣層的所述頂面TS實質上平坦。在一實施例中,第二絕緣層的剖面為T型。
在一實施例中,如圖1I以及圖3I所示,第二絕緣層115/215包括下絕緣部112/212以及上絕緣部114a/214a,且下絕緣部112/212位於第一導體層110a/210a與上絕緣部114a/214a之間。在一實施例中,下絕緣部112/212的緻密度大於上絕緣部114a/214a的緻密度。更具體地說,下絕緣部112/212是由熱氧化法所形成,結構較緊密,空氣含量較低;而上絕緣部114a/214a是由化學氣相沉積法所形成,結構較鬆散,空氣含量較高。在一實施例中,下絕緣部112/212與上絕緣部114a/214a之間的介面不高於(例如,低於)第一絕緣層108a/208a的頂面。
在另一實施例中,如圖2以及圖4所示,第二絕緣層由上絕緣部114a/214a所構成。在一實施例中,第二絕緣層(例如,上絕緣部114a/214a)的緻密度小於第一絕緣層108a/208a的緻密度。更具體地說,第一絕緣層108a/208a是由熱氧化法所形成,結構較緊密,空氣含量較低;而上絕緣部114a/214a是由化學氣相沉積法所形成,結構較鬆散,空氣含量較高。
在另一實施例中,如圖1I以及圖2所示,溝槽式閘極金氧半場效電晶體10/11更包括側絕緣部(例如,第一絕緣層108b),所述側絕緣部位於第二絕緣層115或上絕緣部114a與磊晶層104之間。在一實施例中,所述側絕緣部的緻密度大於第二絕緣層115的平均緻密度或上絕緣部114a的緻密度。更具體地說,所述側絕緣部是由熱氧化法所形成,結構較緊密,空氣含量較低;而大部分第二絕緣層115或整個上絕緣部114a是由化學氣相沉積法所形成,結構較鬆散,空氣含量較高。
溝槽式閘極金氧半場效電晶體10/11/20/21更包括第三氧化層116/216、主體層120/220以及摻雜區122/222。第三氧化層116/216配置於第二導體層118/218與磊晶層104/204之間。主體層120/220配置於磊晶層104/204中,且環繞溝槽106/206。在一實施例中,主體層120/220的底面低於上絕緣部114a/214a的頂面。摻雜區122/222配置於主體層120/220中,且環繞溝槽106/206的上部。
溝槽式閘極金氧半場效電晶體10/11/20/21更包括介電層124/224以及接觸栓126/226。介電層124/224配置於磊晶層104/204上。接觸栓126/226穿過介電層124/224並與摻雜區122/222電性連接。
在本發明的溝槽式閘極金氧半場效電晶體10/11/20/21中,第二導體層118/218作為閘極,第三氧化層116/216作為閘介電層,第一導體層108a/208a作為遮蔽電極或源電極,基底102/202作為汲極,且摻雜區122/222作為源極。在一實施例中,第二絕緣層115/215作為閘極與遮蔽閘極之間的閘間絕緣層,如圖1I以及圖3I所示。在另一實施例中,上絕緣部114a/214a作為閘極與遮蔽閘極之間的閘間絕緣層,如圖2以及圖4所示。
特別要說明的是,習知閘極的底面邊角常會向下凹陷而導致該處的閘間絕緣層的厚度變薄,進而增加閘極-汲極間寄生電容(Qgd)造成元件效能下降。然而,依照本發明的方法所形成的閘間絕緣層(例如,第二絕緣層115/215或上絕緣部114a/214a)具有大致平坦的頂面,故後續形成於其上的閘極(例如,第二導體層118/218)也具有大致平坦的底面,而無習知閘極的底面邊角向下凹陷的現象。因此,本發明的閘間絕緣層可有效拉開閘極與汲極的距離,減少閘極-汲極間寄生電容(Qgd),進而大幅提升元件的效能。
基於所述,本發明的製造方法簡單、製程裕度寬,且可利用現有的製程輕易地製作出低閘極-汲極間寄生電容的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,有效提升產品競爭力。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、11、20、21‧‧‧溝槽式閘極金氧半場效電晶體
102、202‧‧‧基底
104、204‧‧‧磊晶層
106、206‧‧‧溝槽
108a、108b、208a‧‧‧第一絕緣層
110a、210a‧‧‧第一導體層
112、214‧‧‧下絕緣部
114a、214a‧‧‧上絕緣部
115、215‧‧‧第二絕緣層
116、216‧‧‧第三絕緣層
118、218‧‧‧第二導體層
120、220‧‧‧主體層
122、222‧‧‧摻雜區
124、224‧‧‧介電層
126、226‧‧‧接觸栓
BS‧‧‧底面
TS‧‧‧頂面
圖1A至1I為依據本發明一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法的剖面示意圖。 圖2為依據本發明另一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的剖面示意圖。 圖3A至3I為依據本發明又一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法的剖面示意圖。 圖4為依據本發明再一實施例所繪示的一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的剖面示意圖。

Claims (20)

  1. 一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體,包括: 基底; 磊晶層,配置於所述基底上且具有至少一溝槽; 第一導體層,配置於所述溝槽的下部; 第一絕緣層,配置於所述第一導體層與所述磊晶層之間; 第二導體層,配置於所述溝槽的上部;以及 第二絕緣層,配置於所述第二導體層與所述第一導體層之間,且具有頂面及底面,其中所述頂面的寬度大於所述底面的寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述第二絕緣層的所述頂面實質上平坦。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述第二絕緣層的剖面為T型。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述第二絕緣層包括下絕緣部以及上絕緣部,所述下絕緣部位於所述第一導體層與所述上絕緣部之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述下絕緣部的緻密度大於所述上絕緣部的緻密度。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述下絕緣部與所述上絕緣部之間的介面不高於所述第一絕緣層的頂面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,更包括側絕緣部,所述側絕緣部位於所述第二絕緣層與所述磊晶層之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述側絕緣部的緻密度大於所述第二絕緣層的緻密度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體,其中所述第二絕緣層的緻密度小於所述第一絕緣層的緻密度。
  10. 一種溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,包括: 於基底上形成磊晶層; 於所述磊晶層中形成至少一溝槽; 於所述溝槽的下部形成第一絕緣層以及第一導體層,其中所述第一絕緣層位於所述第一導體層與所述磊晶層之間; 於所述第一導體層上形成第二絕緣層,所述第二絕緣層具有頂面及底面,其中所述頂面的寬度大於所述底面的寬度;以及 於所述溝槽的上部形成第二導體層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中所述第二絕緣層的所述頂面實質上平坦。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中所述第二絕緣層的剖面為T型。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述溝槽的下部形成所述第一絕緣層以及所述第一導體層的方法包括: 於所述溝槽的表面上形成第一絕緣材料層; 於所述第一絕緣材料層上形成第一導體材料層,所述第一導體材料層填滿所述溝槽; 使所述第一絕緣材料層的上部的厚度變薄,以形成環繞所述第一導體材料層的第一開口;以及 移除部分所述第一導體材料層,以形成第二開口,其中所述第二開口的底面低於所述第一開口的底面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述第一導體層上形成所述第二絕緣層的方法包括: 於所述磊晶層上形成第二絕緣材料層,所述第二絕緣材料層填滿所述第一開口以及所述第二開口;以及 移除部分所述第二絕緣材料層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,於移除部分所述第二絕緣材料層的步驟中,更包括移除部分所述第一絕緣材料層,以裸露出部分所述磊晶層。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述第一導體層上形成所述第二絕緣層的方法包括:形成下絕緣部與上絕緣部,其中所述下絕緣部與所述上絕緣部之間的介面不高於所述第一絕緣層的頂面。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述溝槽的下部形成所述第一絕緣層以及所述第一導體層的方法包括: 於所述溝槽的表面上形成第一絕緣材料層; 於所述第一絕緣材料層上形成第一導體材料層,所述第一導體材料層填滿所述溝槽; 移除部分所述第一導體材料層,以形成第一開口;以及 移除部分所述第一絕緣材料層,以形成第二開口,其中所述第一開口的底面低於所述第二開口的底面。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述第一導體層上形成所述第二絕緣層的方法包括: 於所述磊晶層上形成第二絕緣材料層,所述第二絕緣材料層填滿所述第一開口以及所述第二開口;以及 移除部分所述第二絕緣材料層。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中於所述第一導體層上形成所述第二絕緣層的方法包括:形成下絕緣部與上絕緣部,其中所述下絕緣部與所述上絕緣部之間的介面不高於所述第一絕緣層的頂面。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法,其中所述下絕緣部的緻密度大於所述上絕緣部的緻密度。
TW106142751A 2017-12-06 2017-12-06 溝槽式閘極金氧半場效電晶體 TW201926470A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106142751A TW201926470A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 溝槽式閘極金氧半場效電晶體
CN201810160754.1A CN109887999A (zh) 2017-12-06 2018-02-27 沟槽式栅极金氧半场效晶体管及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106142751A TW201926470A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 溝槽式閘極金氧半場效電晶體

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201926470A true TW201926470A (zh) 2019-07-01

Family

ID=66924799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106142751A TW201926470A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 溝槽式閘極金氧半場效電晶體

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109887999A (zh)
TW (1) TW201926470A (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6861701B2 (en) * 2003-03-05 2005-03-01 Advanced Analogic Technologies, Inc. Trench power MOSFET with planarized gate bus
DE112006001516T5 (de) * 2005-06-10 2008-04-17 Fairchild Semiconductor Corp. Feldeffekttransistor mit Ladungsgleichgewicht
US7385248B2 (en) * 2005-08-09 2008-06-10 Fairchild Semiconductor Corporation Shielded gate field effect transistor with improved inter-poly dielectric
CN101567320B (zh) * 2009-06-04 2012-06-20 上海宏力半导体制造有限公司 功率mos晶体管的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109887999A (zh) 2019-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI470790B (zh) 溝渠式閘極金氧半場效電晶體
US9865694B2 (en) Split-gate trench power mosfet with protected shield oxide
US8039876B2 (en) Metal oxide semiconductor (MOS) transistors having a recessed gate electrode
TWI512841B (zh) 溝槽式閘極金氧半場效電晶體的製造方法
TWI458097B (zh) 溝渠式閘極金氧半場效電晶體及其製造方法
KR100970282B1 (ko) 트렌치 mosfet 및 그 제조방법
TWI567830B (zh) 溝槽式功率電晶體結構及其製造方法
CN109887840B (zh) 沟槽式栅极金氧半场效晶体管的制造方法
TWI750375B (zh) 溝槽閘極金氧半場效電晶體及其製造方法
TWI737855B (zh) 功率電晶體及其製造方法
TWI546956B (zh) 溝渠式閘極金氧半場效電晶體
TWM480763U (zh) 溝槽式功率金氧半場效電晶體
US10418442B1 (en) Trench gate MOSFET
TW201926470A (zh) 溝槽式閘極金氧半場效電晶體
TWI435447B (zh) 功率金氧半導體場效電晶體及其製造方法
TWI775695B (zh) 溝槽式電晶體及其製造方法
TW201507154A (zh) 溝渠式閘極金氧半場效電晶體
TW202338938A (zh) 半導體結構以及閘極結構的製造方法
CN117995775A (zh) 半导体结构的形成方法
CN116565002A (zh) 一种高栅锁阈值分裂栅功率mosfet结构和制造方法
CN118173505A (zh) 半导体结构的制备方法及半导体结构
CN117497587A (zh) 半导体结构及其形成方法
CN110875396A (zh) 沟槽式栅极金氧半场效晶体管及其制造方法