DE10354421B4 - Method for producing a gate contact structure of a trench high-power transistor and high-power transistor produced by this method - Google Patents

Method for producing a gate contact structure of a trench high-power transistor and high-power transistor produced by this method Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Gatekontaktstruktur bei der Herstellung eines Trench-Hochleistungstransistors mit folgenden Schritten:
– Bereitstellen eines Halbleitersubstrates;
– Einbringen eines Grabens in das Halbleitersubstrat;
– Abscheiden eines Gate-Dielektrikums (1) auf den Innenwänden des Grabens;
– Abscheiden eines Gatematerials (3) aus Polysilizium;
– Polyrecessätzen des Gatematerials (3);
– Abscheiden eines Liners (4),
– Abscheiden eines Zwischenoxids (5),
– Ätzen des Zwischenoxids (5) selektiv zum Liner (4) derart, dass bei der Ätzung des Zwischenoxides (5) der Liner (4) oberhalb der Gräben freiliegt;
– Ätzen des Liners (4) selektiv zum Zwischenoxid (5) derart, dass Kontaktlöcher zum Gatematerial (3) geöffnet sind; und
– Kontaktieren des Gatematerials (3) über einen Kontakt (8) aus Polysilizium.
A method for producing a gate contact structure in the manufacture of a trench high-power transistor, comprising the following steps:
- Providing a semiconductor substrate;
- introducing a trench into the semiconductor substrate;
- depositing a gate dielectric (1) on the inner walls of the trench;
- depositing a gate material (3) made of polysilicon;
- Polyrecessätzen the gate material (3);
- depositing a liner (4),
Separating an intermediate oxide (5),
- etching the intermediate oxide (5) selectively with respect to the liner (4) such that during the etching of the intermediate oxide (5) the liner (4) is exposed above the trenches;
- etching the liner (4) selectively to the intermediate oxide (5) such that contact holes to the gate material (3) are opened; and
- Contacting the gate material (3) via a contact (8) made of polysilicon.

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gatekontaktstruktur bei der Herstellung eines Trench-Hochleistungstransistors und einen mit diesem Verfahren hergestellten Hochleistungstransistor.The The present invention relates to a process for the preparation of a Gate contact structure in the manufacture of a trench high-power transistor and a high power transistor produced by this method.

In der Leistungselektronik wird für Transistoren generell eine Verkleinerung von deren flächenspezifischem Einschaltwiderstand angestrebt. Mit einer Verkleinerung der Strukturgrößen und Erhöhung der Zelldichte kann das Ziel eines kleineren Einschaltwiderstandes über eine Vergrößerung der flächenspezifischen Kanalweite eines Leistungstransistors erreicht werden. Je mehr Zellen pro Flächeneinheit integriert werden können, desto größer ist die Kanalweite und desto kleiner ist der Einschaltwiderstand.In the power electronics is for Transistors generally a reduction of their area-specific On resistance wanted. With a reduction of structure sizes and Increase the Cell density can be the goal of a smaller on-resistance over one Magnification of the area specific Channel width of a power transistor can be achieved. The more cells per unit area can be integrated the bigger the channel width and the smaller the on-resistance.

Die Verkleinerung der Strukturgrößen erreicht ihre Grenze bei der minimalen Strukturgröße, die im Wesentlichen durch die Genauigkeit bei der Strukturierung durch die Fototechnik festgelegt wird. Bei modernen Leistungstransistoren und speziell bei Niedervolt-Bauelementen liegen die lithographischen Anforderungen bereits in der Nähe der Anforderungen an moderne DRAM-Technologien. Eine Justiergenauigkeit um 50 nm und Strukturbreiten von 250 nm werden jedoch notwendig sein, um mit den derzeitigen Prozesskonzepten Leistungstransistoren der nächsten Generation zu entwickeln.The Reduction of structure sizes achieved their limit at the minimum feature size, which is essentially through the accuracy of structuring by the photo technique set becomes. For modern power transistors and especially for low-voltage components the lithographic requirements are already close to the requirements to modern DRAM technologies. An adjustment accuracy around 50 nm and However, feature sizes of 250 nm will be necessary to work with the current process concepts power transistors of the next generation to develop.

Die zu erzielende Genauigkeit bei der Strukturierung einzelner Halbleiterzonen durch Maskenschritte wird durch die Dejustage der jeweiligen Fotoebenen zur Bildung dieser Halbleiterzonen relativ zu bereits im Halbleiterkörper ausgebildeten Strukturen, durch Lackeigenschaften des bei der Belichtung verwendeten Fotolacks sowie durch Abbildungsfehler begrenzt. Mit Hilfe der neuesten Belichtungstechniken kann zwar die Genauigkeit, mit der kleinste Strukturen relativ zueinander erzeugt werden können, weiter verbessert werden. Der Aufwand hierfür ist aber äußerst groß und kostenintensiv.The accuracy to be achieved in the structuring of individual semiconductor zones through mask steps is by the misalignment of the respective photo levels for forming these semiconductor zones relative to already formed in the semiconductor body Structures, by paint properties of the used in the exposure Photoresist and limited by aberrations. With the help of the latest Although exposure techniques can be accurate, with the smallest structures can be generated relative to each other, further improved. The effort is but extremely large and expensive.

Bei der Herstellung von Trench-Hochleistungstransistoren, werden mit Hilfe einer üblichen Fotolack- und Ätztechnik sowie einer Hartmaske aus beispielsweise einer Siliziumdioxidschicht Trenches eingebracht. Die Breite eines Trenches kann beispielsweise im Bereich von 200 nm bis mehrere μm liegen. Sie kann aber auch kleiner oder ggf. auch größer sein. Der Abstand zwischen den Trenches beträgt zwischen 250 nm bis mehrere μm und kann auch kleiner sein. Anstelle der Siliziumdioxidschicht kann auch eine andere geeignete Maskierschicht zur Bildung der Trenches verwendet werden.at the manufacture of trench high-power transistors are with Help of a usual photoresist and etching technology and a hard mask of, for example, a silicon dioxide layer Trenches introduced. The width of a trench can be, for example ranging from 200 nm to several microns. She can, too smaller or possibly larger. The distance between the trenches is between 250 nm to several microns and can also be smaller. Instead of the silicon dioxide layer may also be a other suitable masking layer is used to form the trenches become.

Nach dem Entfernen der Siliziumdioxidschicht wird durch Abscheidung auf den Innenwänden der Trenches ein Gate-Dielektrikum aus beispielsweise ebenfalls Siliziumdioxid abgeschieden. In den Trench hinein und auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers wird polykristallines Silizium abgeschieden.To the removal of the silicon dioxide layer is by deposition the inner walls the trenches a gate dielectric for example, also deposited silicon dioxide. In the Trench in and on the surface of the semiconductor body polycrystalline silicon is deposited.

Es schließt sich eine Polyrecessätzung an, bei der das polykristalline Silizium im oberen Bereich des Trenches und auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers wieder entfernt wird.It includes a Polyrecessätzung in which the polycrystalline silicon in the upper region of the trench and on the surface of the semiconductor body is removed again.

Die Gatekontaktierung wird entweder dadurch erreicht, dass das Gatematerial, in den meisten Fällen Polysilizium (Gatepoly),

  • – am Chiprand aus dem Trench herausgeführt und dann konventionell kontaktiert wird oder
  • – unmaskiert zurückgeätzt und über einen elektrisch inaktiven Trench, der mit Feldoxid ausgekleidet ist, kontaktiert wird.
The gate contact is achieved either by the fact that the gate material, in most cases polysilicon (gate poly),
  • - led out of the trench on the chip edge and then contacted conventionally or
  • - etched back unmasked and contacted via an electrically inactive trench lined with field oxide.

Der Nachteil der ersten Methode ist, dass zum einen eine eigene Lithographieebene notwendig ist, um das Gatepoly zu strukturieren, und zum anderen ergibt sich durch die Strukturierung des Gatepolys auch Topographie, die sich in den Folgeebenen, wie beispielsweise der Kontaktebene, sehr störend auswirken kann. Nach den derzeitigen Prozessen ist daher notwendig, das Polysilizium (Poly) nach der Abscheidung von 950 nm auf 400 nm rückzudünnen, da die Kontaktstrukturierung mit einer hohen Stufe nicht zuverlässig zu bewerkstelligen ist. Es ist bei diesem Design auch sicherzustellen, dass keine Kontakte in der Nähe der Polystufe vorhanden sind, was mehr Aufwand bedeutet.Of the Disadvantage of the first method is that on the one hand, a separate lithography level is necessary to structure the gate poly, and the other results from the structuring of the gate polyp also topography, in the subsequent levels, such as the contact level, very disturbing can. Therefore, according to current processes, the polysilicon is necessary (Poly) after the deposition of 950 nm to 400 nm back thinning, since the contact structuring with a high level not reliable too accomplish is. It also has to be ensured with this design that no contacts in the vicinity the polystep are present, which means more effort.

Der Nachteil der zweiten Methode ist, dass diese nur für relativ dicke Feldoxidschichten anwendbar ist. Diese Methode kann für Trench-Transistoren, die nur 20 V oder noch weniger sperren müssen, so dass das Feldoxid im Bereich von 200 nm Dicke (oder noch weniger) ist und das Poly eine Breite im Feldoxid-Trench von ebenfalls nur ca. 200 nm aufweist, nicht angewandt werden. Um einen justierten Kontakt auf den inaktiven Trench setzen zu können, ist eine Lithographie notwendig, die 200 nm auflösen kann, und dies bei sehr hohen Anforderungen an Strukturbreiten und Justagegenauigkeit.Of the Disadvantage of the second method is that these are only for relative thick field oxide layers is applicable. This method can be used for trench transistors only need to lock 20V or even less, so the field oxide in the range of 200 nm thickness (or even less) is and the poly also has a width in the field oxide trench of only about 200 nm, not be applied. To get an adjusted contact on the inactive Being able to put Trench is a lithography is necessary, which can resolve 200 nm, and this at very high demands on structure widths and adjustment accuracy.

Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, den elektrisch inaktiven Trench genau an der Stelle des Kontakts breiter zu gestalten, um so genügend Platz für den Kontakt zu haben. Ein Nachteil daran ist, dass dann die Dicke des Polysiliziums auf den breitesten Trench ausgelegt werden muss, damit dieser auch vollständig verfüllt wird. Dies führt aber zu mehr Kosten bei der Abscheidung und der Rückätzung. Breitere Trenches sind nicht in allen Layoutkonstruktionen möglich, da eine dann schmalere Silizium-Mesa die elektrische Funktion beeinträchtigt. Auch ist Trenchätzprozess für breitere Trenches nicht so leicht zu beherrschen, da die verschiedenen Trenchbreiten im Layout im Hinblick auf „Black-Silicon" sehr riskant sind.It has therefore been proposed to make the electrically inactive trench at the exact location of the contact wider so as to have enough space for the contact. A disadvantage of this is that then the thickness of the polysilicon on the widest trench must be designed so that it is completely filled. However, this leads to more costs in the deposition and etching back. Broader trenches are not possible in all layout constructions because a thinner silicon mesa impairs the electrical function. Also is Tren It is not easy to master the process of chasing wider trenches because the different trench widths in the layout are very risky with regard to black silicon.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Gatekontaktstruktur von Trench-Hochleistungstransistoren anzugeben, mit dem die Gatekontaktstruktur einfach herzustellen ist, diese keine Topographie auf der Polyebene aufweist, nicht von der Dicke des Feldoxides abhängt und im Design eine einheitliche Trenchbreite ermöglicht.It It is therefore an object of the invention to provide a process for the preparation of a Gate contact structure of trench high-power transistors to provide with the gate contact structure easily is, this has no topography on the poly plane, not of the thickness of the field oxide depends and in the design allows a uniform trench width.

Im Einzelnen ist noch aus der DE 198 07 745 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Trench-Transistors bekannt, bei dem auf die Oberfläche eines mit Polysilizium gefüllten Trenches versehenen Halbleiterkörpers eine Isolierschicht aufgebracht wird. In diese Isolierschicht werden Löcher eingebracht, die zu den Polysilizium-Füllungen führen. Diese Löcher werden sodann mit Polysilizium-flugs gefüllt.In detail is still from the DE 198 07 745 A1 a method for producing a trench transistor is known in which an insulating layer is applied to the surface of a semiconductor body provided with polysilicon-filled trenches. In this insulating layer holes are introduced, leading to the polysilicon fillings. These holes are then filled with polysilicon.

Weiterhin ist aus der DE 101 20 929 A1 ein Verfahren zum. Herstellen von Transistoren für Speicherzellen bekannt, bei welchen eine Linerschicht aus Siliziumnitrid bzw. Siliziumoxidnitrid als Ätzstopp für ein Siliziumoxidätzen, dient.Furthermore, from the DE 101 20 929 A1 a method for. Producing transistors for memory cells known in which a liner layer of silicon nitride or silicon nitride as etch stop for a Siliziumoxidätzen used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object is achieved by a Method solved with the features of claim 1. Advantageous developments The invention will become apparent from the dependent claims.

Bei der Erfindung erfolgt also die Prozessierung eines selbstjustierenden Gatekontakts auf Trenchpoly mittels einer Liner-Stoppschicht. Hierzu wird nach der Recessätzung des Gatematerials eine Schicht (Liner) auf die Substratoberfläche im Wesentlichen konform abgeschieden, wobei diese Linerschicht zwischen dem Substrat und dem Zwischenoxid angeordnet ist. Das Zwischenoxid und der Liner sind dabei selektiv zueinander ätzbar.at The invention thus takes place the processing of a self-adjusting Gate contact on Trenchpoly by means of a liner stop layer. For this is after the Recessätzung of the gate material, a layer (liner) on the substrate surface substantially conformally deposited, this liner layer between the substrate and the intermediate oxide is arranged. The intermediate oxide and the liner are thereby selectively etchable to each other.

Durch die Abscheidung der Linerschicht kann auf die Poly-Lithographie verzichtet werden, was die Folgeebene flexibler macht. Die Prozessierung kann nach der Abscheidung der Linerschicht wie üblich fortgesetzt werden, zum Beispiel durch die Abscheidung des üblichen Zwischenoxids (USG/BPSG-Stack). Über dem Fototechnikebene-Kontakt wird das Zwischenoxid strukturiert, wobei die Ätzung selektiv zum Liner erfolgt, so dass die Tiefe des Polyrecess keine Rolle spielt.By the deposition of the liner layer can be dispensed with the poly-lithography which makes the subsequent level more flexible. The processing can continue after the deposition of the liner as usual, for Example by the deposition of the usual intermediate oxide (USG / BPSG stack). Above that Photographic level contact, the intermediate oxide is patterned, with the etching selectively to the liner, so the depth of the polyrecess does not matter plays.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass der Gatepoly-Kontakt selbstjustierend geätzt wird, so dass die Lithographieanforderungen hinsichtlich der Strukturbreite und Justage sehr entspannt sind.One An essential advantage of the invention is that the gatepoly contact self-aligning is etched, so that the lithography requirements in terms of structure width and adjustment are very relaxed.

Durch die Linerschicht ist es sogar möglich großflächige Bereiche inaktiver Trenches bei der Kontaktätzung zu öffnen, d. h. das BPSG zwischen den Trenches wegzuätzen.By the liner layer, it is even possible large areas inactive trenches to open in the contact etch, d. H. the BPSG between the Trenches wegzuätzen.

Der weitere Prozess kann in herkömmlicher Weise durchgeführt werden. Die Kontakte können zum Beispiel mit dotiertem Polysilizium oder Wolfram aufgefüllt werden, bevor Aluminium aufgebracht wird. Die Metallisierung kann direkt nach Linerentfernung gesputtert werden, wenn das durch die Kontaktgeometrie möglich ist. Es ist auch anzumerken, dass – falls gewünscht – Siliziumgräben geätzt werden können.Of the Another process can be done in a conventional way carried out become. The contacts can be used for Example filled with doped polysilicon or tungsten, before aluminum is applied. The metallization can be direct sputtered after liner removal, if that by the contact geometry possible is. It should also be noted that, if desired, silicon trenches are etched can.

Da kein Poly an die Oberfläche geführt wird, müssen aber die Stellen, die bisher als Polybahn realisiert waren, als kontaktierte Feldoxidtrenches konstruiert werden.There no poly on the surface guided will have to but the places that were previously realized as Polybahn, as contacted field oxide trenches are constructed.

Der Liner kann aus beliebigem Material bestehen. Als Beispiel können Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid verwendet werden.Of the Liner can be made of any material. As an example, silicon nitride or silicon oxynitride.

Die einzige Anforderung an den Liner ist, dass dieser und das Zwischenoxid selektiv zueinander geätzt werden können.The only requirement of the liner is that this and the intermediate oxide etched selectively to each other can be.

In einer besonderen Ausführungsform besteht der Liner aus Siliziumoxinitrid. Das hat den Vorteil, dass die Wasserstoffdurchlässigkeit besser ist als bei einem Liner aus z. B. Siliziumnitrid. Die Wasserstoffdurchlässigkeit ist erwünscht, da in den nachfolgenden Schritten die Struktur mit einem Formiergas aus Her gegebenenfalls mit N2, behandelt wird, um etwaige offene Bindungen an der Grenzfläche des Gateoxids abzusättigen. Die Wasserstoffdurchlässigkeit ist insoweit wichtig, da der Liner außer in den Kontakten im Hochleistungstransistor erhalten bleibt.In a particular embodiment, the liner is silicon oxynitride. This has the advantage that the hydrogen permeability is better than a liner of z. B. silicon nitride. Hydrogen permeability is desirable because in subsequent steps the structure is treated with a forming gas of Her optionally with N 2 to saturate any open bonds at the gate oxide interface. The hydrogen permeability is important in that the liner is retained except in the contacts in the high power transistor.

Das bevorzugte Gatematerial ist Polysilizium, auch wenn andere Materialien, wie zum Beispiel verschiedene Silizide (z. B. WSix), verwendet werden können.The preferred gate material is polysilicon, although other materials such as various silicides (eg, WSi x ) may be used.

Die Linerschicht kann sowohl für das Zellenfeld als auch für die Feldoxidtrenches verwendet werden.The Liner layer can be used both for the cell field as well the field oxide trenches are used.

Es wird auch ein Hochleistungstransistor bereitgestellt, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.It Also, a high power transistor is provided which after the inventive method is made.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1A: eine schematische Schnittdarstellung einer Zwischenstufe bei der Herstellung eines Zellenfeldes gemäß dem Stand der Technik; 1A FIG. 2 is a schematic sectional view of an intermediate stage in the production of a cell array according to the prior art; FIG.

1B: eine Schnittdarstellung des Zellenfeldes gemäß 1A aber nach der Abscheidung des Liners, des Zwischenoxids und nach der Kontaktätzung; 1B : a sectional view of the cell array according to 1A but after the deposition of the liner, the intermediate oxide and after the contact etching;

2A: eine Schnittdarstellung einer Zwischenstufe bei der Herstellung Feldoxidtrenches nach dem Stand der Technik; 2A FIG. 3 is a sectional view of an intermediate stage in the production of field oxide trenches according to the prior art; FIG.

2B: eine Schnittdarstellung der Feldoxidtrenches gemäß 2 B : A sectional view of the field oxide trenches according to

2A, aber nach der Abscheidung des Liners und des Zwischenoxids nach der Kontaktätzung zur Erläuterung der Erfindung; 2A but after the deposition of the liner and the intermediate oxide after the contact etch to explain the invention;

3: eine Schnittdarstellung der Feldoxidtrenches gemäß 3 : A sectional view of the field oxide trenches according to

2A nach der Abscheidung des Liners und des Zwischenoxids und nach der Kontaktätzung bei tiefen Gaterecess zur Erläuterung der Erfindung; 2A after the deposition of the liner and the intermediate oxide and after the contact etching at low gate access to explain the invention;

4: eine Darstellung des selbstjustierten Gatekontakts nach Metallisierung am Beispiel des S-FET3 mit Sourcepoly im Trenchboden zur Erläuterung der Erfindung. 4 : A representation of the self-aligned gate contact after metallization using the example of the S-FET3 with source poly in the trench bottom to explain the invention.

1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Zwischenstufe bei der Herstellung eines Zellfeldes eines Hochleistungstransistors. Diese Zwischenstufe entsteht nach dem Einbringen eines Grabens/Trench in ein Halbleitersubstrat, z. B. mit Hilfe einer üblichen Fotolack- und Ätztechnik mit den Schritten: Abscheidung eines Gate- Dielektrikums 1 auf den Innenwänden der Trenches, Abscheidung und Strukturierung eines Feldoxides 2 und eines Gatematerials 3, z. B. des polykristallinen Siliziums, und Polyrecessätzung, bei der das polykristalline Silizium im oberen Bereich des Trenches und auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers wieder entfernt wird. Alle diese Schritte gehören zu dem Stand der Technik und sind dem Fachmann bekannt. 1 shows in a sectional view an intermediate stage in the manufacture of a cell array of a high-power transistor. This intermediate arises after the introduction of a trench / trench in a semiconductor substrate, for. Example, using a conventional photoresist and etching technique with the steps: deposition of a gate dielectric 1 on the inner walls of the trenches, deposition and structuring of a field oxide 2 and a gate material 3 , z. As the polycrystalline silicon, and Polyrecessätzung in which the polycrystalline silicon in the upper region of the trench and on the surface of the semiconductor body is removed again. All these steps belong to the state of the art and are known to the person skilled in the art.

Wie aus der 1B zu ersehen ist, kann das Zellenfeld nach der Abscheidung des Liners 4 und des darauf angeordneten Zwischenoxids 5 problemlos strukturiert werden, da der Liner 4 bei der Ätzung des Zwischenoxids 5 nicht angegriffen wird.Like from the 1B can be seen, the cell field after the deposition of the liner 4 and the intermediate oxide disposed thereon 5 be easily structured as the liner 4 during the etching of the intermediate oxide 5 not attacked.

2A zeigt in einer Schnittdarstellung eine Zwischenstufe bei der Herstellung eines Feldoxidtrenches. Die Verfahrensschritte, um den Feldoxidtrench herzustellen, entsprechen den Verfahrensschritten, die bei der 1A beschrieben sind. 2A shows in a sectional view an intermediate stage in the production of a field oxide trench. The process steps to produce the field oxide trench correspond to the process steps described in the 1A are described.

Wie in der 2B gezeigt ist, kann nach der Abscheidung des Liners 4, des Zwischenoxids 5 und der Strukturierung des Zwischenoxids 5 die Kontaktierung sehr einfach erfolgen. Dazu wird der Liner 3 selektiv zum Zwischenoxid und selektiv zum Feldoxid 2 geätzt, um die Kontakte zu öffnen (nicht gezeigt).Like in the 2 B can be shown after the deposition of the liner 4 , the intermediate oxide 5 and the structuring of the intermediate oxide 5 the contacting is very easy. This is the liner 3 selective to the intermediate oxide and selective to the field oxide 2 etched to open the contacts (not shown).

Die 3 verdeutlicht Vorteile der Erfindung. Gestrichelte Linien in der 3 beschreiben eine Ätzfront 6 bei der Öffnung des Gatekontakts bei einem tiefem Gaterecess. Die kritische Stelle ist dabei die Grenzfläche zwischen dem Zwischenoxid 5, dem Feldoxid 2 und dem Gatematerial 3. Wenn bei der Strukturierung des Zwischenoxids 5 gemäß dem Stand der Technik die Maske nicht genau über dem Gatepoly liegt oder die Öffnung größer ist als die Ausdehnung der Polyfläche, kann ein bestimmter Bereich des Feldoxids 2 durch das Zwischenoxid 5 nicht abgedeckt werden. Dadurch würde im nachfolgenden Ätzschritt ein Teil des Zwischenoxids 5 weggeätzt werden. Durch Verwendung des Liners 4 wird das Feldoxid 2 nicht angegriffen.The 3 illustrates advantages of the invention. Dashed lines in the 3 describe an etching front 6 at the opening of the gate contact at a deep gate recess. The critical point is the interface between the intermediate oxide 5 , the field oxide 2 and the gate material 3 , When structuring the intermediate oxide 5 According to the prior art, the mask is not exactly above the gate poly or the opening is larger than the extent of the poly area, a certain area of the field oxide 2 through the intermediate oxide 5 not covered. As a result, in the subsequent etching step, a part of the intermediate oxide 5 be etched away. By using the liner 4 becomes the field oxide 2 not attacked.

Wie die 4 zeigt, kann der Liner 4 bei einer Vielzahl von Transistoren zur Verwendung kommen. Als Beispiel ist hier ein selbstjustierter Gatekontakt nach Metallisierung bei einem S-FET3 mit Sourcepoly 7 im Trenchboden dargestellt. Dabei ist das Gatepoly 3 über einen Polyplug 8 kontaktiert.As the 4 shows, the liner can 4 come in a variety of transistors for use. As an example, here is a self-aligned gate contact after metallization in an S-FET3 with source poly 7 shown in the trench floor. In this case, the gate poly 3 over a polyplug 8th contacted.

11
Gate-DielektrikumGate dielectric
22
Feldoxidfield oxide
33
Gatematerialgate material
44
Linerliner
55
Zwischenoxidintermediate oxide
66
Ätzfrontetching front
77
SourcepolySourcepoly
88th
PolyplugPolyplug

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung einer Gatekontaktstruktur bei der Herstellung eines Trench-Hochleistungstransistors mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Halbleitersubstrates; – Einbringen eines Grabens in das Halbleitersubstrat; – Abscheiden eines Gate-Dielektrikums (1) auf den Innenwänden des Grabens; – Abscheiden eines Gatematerials (3) aus Polysilizium; – Polyrecessätzen des Gatematerials (3); – Abscheiden eines Liners (4), – Abscheiden eines Zwischenoxids (5), – Ätzen des Zwischenoxids (5) selektiv zum Liner (4) derart, dass bei der Ätzung des Zwischenoxides (5) der Liner (4) oberhalb der Gräben freiliegt; – Ätzen des Liners (4) selektiv zum Zwischenoxid (5) derart, dass Kontaktlöcher zum Gatematerial (3) geöffnet sind; und – Kontaktieren des Gatematerials (3) über einen Kontakt (8) aus Polysilizium.A method of fabricating a gate contact structure in the manufacture of a trench high power transistor, comprising the steps of: providing a semiconductor substrate; - introducing a trench into the semiconductor substrate; Deposition of a gate dielectric ( 1 ) on the inner walls of the trench; - depositing a gate material ( 3 ) of polysilicon; - Polyrecess etching of the gate material ( 3 ); - depositing a liner ( 4 ), - depositing an intermediate oxide ( 5 ), - etching the intermediate oxide ( 5 ) selectively to the liner ( 4 ) such that during the etching of the intermediate oxide ( 5 ) the liner ( 4 ) is exposed above the trenches; - etching the liner ( 4 ) selectively to the intermediate oxide ( 5 ) such that contact holes to the gate material ( 3 ) are open; and - contacting the gate material ( 3 ) via a contact ( 8th ) of polysilicon. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Liner (4) aus Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid besteht.Method according to claim 1, characterized in that the liner ( 4 ) consists of silicon nitride or silicon oxynitride. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Liner (4) aus Siliziumoxinitrid besteht.Method according to claim 2, characterized in that the liner ( 4 ) consists of silicon oxynitride. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenoxid (5) aus einem USG/BPSG-Stack besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate oxide ( 5 ) consists of a USG / BPSG stack. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateoxid (1) aus Siliziumoxid besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gate oxide ( 1 ) consists of silicon oxide. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldoxid (2) aus Siliziumoxid besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the field oxide ( 2 ) consists of silicon oxide. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenoxid (5) unmittelbar auf dem Liner (4) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate oxide ( 5 ) directly on the liner ( 4 ) is applied. Hochleistungs-Trenchtransistor hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–7.High performance trench transistor made after the Method according to one of claims 1-7. Hochleistungs-Trenchtransistor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gatematerial (3) durch einen Polyplug (8) kontaktiert ist.High-power trench transistor according to claim 8, characterized in that the gate material ( 3 ) through a polyplug ( 8th ) is contacted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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