TRENCH-GATE SEMICONDUCTOR DEVICES AND THEIR MANUFACTURE

• Main Authors: FARR, ROBERT, J, PEAKE, STEVEN, T, PETKOS, GEORGIOS, FORBES, PETER, GROVER, RAYMOND, J, ROGERS, CHRISTOPHER, M
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 07.11.2002
• Edition: 7
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

Compact trench-gate semiconductor devices, for example a cellular power MOSFET with sub-micron pitch (Yc), are manufactured with self-aligned techniques that use sidewall spacers (52) in different ways. The trench-gate (11) is accommodated in a narrow trench (20) that is etched via a narrow window (52b) defined by the spacers (52) at sidewalls of a wider window (51a) of a mask (51) at the body surface (10a). The spacers (52) permit a source region (13) adjacent to the trench-gate (11) and an insulating overlayer (18) over the trench-gate (11) to be self-aligned to this narrow trench (20). The overlayer (18), which defines a contact window (18a) for a source electrode (33), is provided in a simple but reproducible manner by deposition and etch-back, after removing the spacers (52). Its overlap (y4, y4') with the body surface (10a) is well-defined, so reducing a short-circuit risk between the source electrode (33) and the trench-gate (11). Furthermore, implantation of the source region (13) is facilitated, and a channel-accommodating region (15) can also be provided using a high energy implant (61) after providing the insulating overlayer (18). Selon l'invention, des dispositifs à semiconducteurs à tranchée-grille compacts, par exemple un MOSFET de puissance cellulaire avec un écartement (Yc) inférieur à un micron, sont produits au moyen de techniques à auto-alignement qui font appel à des espaceurs de parois latérales (52) de différentes manières. La tranchée-grille (11) est logée dans une tranchée (20) étroite qui est produite par attaque par l'intermédiaire d'une fenêtre étroite (52b) définie par les espaceurs (52) au niveau des parois latérales d'une fenêtre (51a) plus large d'un masque (51) situé au niveau de la surface de corps (10a). Les espaceurs (52) permettent à une région source (13), adjacente à la tranchée-grille (11) et à une couche supérieure isolante (18) située au-dessus de la tranchée-grille (11), d'être auto-alignée par rapport à la tranchée étroite (20). La couche supérieure (18), qui définit une fenêtre de contact (18a) pour une électrode source (33), est produite de manière simple mais reproductible, par dépôt et attaque en retrait, après élimination des espaceurs (52). Sa partie de recouvrement (y4, y4') sur la surface de corps (10a) est bien définie de façon à réduire un risque de court-circuit entre l'électrode source (33) et la tranchée-grille (11). En outre, l'implantation de la région source (13) est facilitée, et une région canal (15) peut également être formée au moyen d'un implant (61) riche en énergie après formation de la couche supérieure isolante (18).