一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法及屏蔽栅沟槽场效应管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113903669A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111487225.0(22)申请日2021.12.08(71)申请人江苏长晶浦联功率半导体有限公司地址210000江苏省南京市浦口区浦口经济开发区双峰路69号C-16(72)发明人杨国江于世珩白宗纬张胜凯(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武(51)Int.Cl.H01L21/336(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L29/423(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法及屏蔽栅沟槽场效应管(57)摘要一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法及屏蔽栅沟槽场效应管，在制作屏蔽导体的过程中，沟槽侧壁以及外延上表面一直留存氧化层来保护外延层，当氧化层厚度因为制作屏蔽导体被蚀刻消耗后，再次沉积氧化层进行补充，补充后沟槽侧壁的氧化层厚度大于消耗之后的厚度，然后再继续制作屏蔽导体，据此消耗则补充的原则，结合场效应管电压需求进行仿真调试，得到对应电压需求的具有非渐变宽度屏蔽导体及非渐变厚度氧化层的场效应管。本发明提出的屏蔽栅沟槽场效应管结构能够实现较好的外延利用率，在与传统SGT具有相同崩溃电压的条件下，本发明同比可以实现更小的特征电阻，且本发明的结构能够在上下电极之间实现较小的Cgs电容。CN113903669ACN113903669A权利要求书1/1页1.一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法，其特征是当氧化层厚度因为制作屏蔽导体被蚀刻消耗后，再次沉积氧化层进行补充，补充后沟槽侧壁的氧化层厚度大于消耗之后的厚度，包括以下步骤：1）在氧化层被消耗后则进行补充的原则下仿真调试屏蔽导体的形状结构，直至场效应管电压满足需求，然后按照仿真调试结果制造屏蔽栅沟槽场效应管；2）蚀刻屏蔽栅沟槽场效应管的沟槽；3）在沟槽中沉积第一氧化层，填充屏蔽导体并回刻至第一指定高度；4）对沟槽侧壁的第一氧化层进行蚀刻，然后沉积填充屏蔽导体并回蚀刻至第二指定高度；5）由于步骤4）消耗了第一氧化层，补充沉积第二氧化层，然后蚀刻使屏蔽导体上端面裸露；6）再次沉积屏蔽导体并回蚀刻至第三指定高度；7）根据仿真调试结果，如果屏蔽导体的结构只需要蚀刻消耗一次氧化层，则进入步骤8）；如果屏蔽导体还需要继续蚀刻消耗氧化层，则根据屏蔽导体的结构选择以下方法继续制造屏蔽导体：当需要在沟槽中制造被氧化层间隔的多个十字型屏蔽导体，重复步骤3）‑6），当需要在在沟槽中制造多个十字型相连形状的屏蔽导体，重复步骤4）‑6），屏蔽导体制作完成，进入步骤8）；8）得到具有非渐变宽度的屏蔽导体，以及对应非渐变厚度氧化层，上述第一指定高度、第二指定高度、第三指定高度、蚀刻第一氧化层的厚度以及补充的第二氧化层的厚度根据仿真调试结果决定，完成屏蔽导体的制造后，按照SGT工艺制造闸极导体、掺杂、隔离层和金属层，得到屏蔽栅沟槽场效应管。2.根据权利要求1所述的一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法，其特征是被消耗的氧化层和补充的氧化层为同样的材料，或根据器件设计要求使用不同的材料。3.一种屏蔽栅沟槽场效应管，其特征是根据权利要求1或2所述的屏蔽栅沟槽场效应管制造方法制造，沟槽内具有至少一个十字型屏蔽导体，沟槽内的氧化层随屏蔽导体在不同高度具有非渐变式的厚度。4.根据权利要求3所述的一种屏蔽栅沟槽场效应管，其特征是具有两个以上十字型屏蔽导体时，十字型屏蔽导体之间相连或由氧化层分隔开。2CN113903669A说明书1/5页一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法及屏蔽栅沟槽场效应管技术领域[0001]本发明属于半导体技术领域，涉及屏蔽栅沟槽型场效应管SGTMOSFET，为一种屏蔽栅沟槽场效应管制造方法及屏蔽栅沟槽场效应管。背景技术[0002]屏蔽栅沟槽型场效应管SGTMOSFET是一种新型的功率半导体器件，具有传统深沟槽MOSFET的低导通损耗的优点，同时具有更加低的开关损耗，SGT的结构可以使用更多的外延体积来提高耐压性能，可以显著降低MOSFET器件的特征电阻Rsp(SpecificResistance)，也即单位面积导通电阻。在传统的SGT结构中，沟槽下半部的氧化物层厚度均匀一致，如图1所示，对应的电场结果如图2所示，传统SGT对外延利用率不佳,其电场分布为两个峰值分布,一般通过使用浓度较淡的外延来达到目标崩溃电压，而这样就无法实现减小导通电阻Rsp。[0003]美国专利US8431989提出了一种SGT结构及其制造工艺，通过调整屏蔽导体形状来控制氧化层厚度，以得到更高的崩溃电压，该方案在沟槽下部区域采用阶梯型型的屏蔽导体实现“渐增氧化层厚度”来调整电场，中国申请CN111128