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: 13.03.2003
• 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. Thereby, the source region (13) and a contact window (18a) for a source electrode (33) can be self-aligned to a narrow trench (20) containing the trench-gate (11). Thereby, the channel-accommodating region (15) can also be provided after forming the trench-gate (11), and with very good control of its doping concentration (Na; p) adjacent to the trench (20). To achieve this control, its dopant is provided after removing the spacers (52) from the mask (51) so as to form a doping window (51b), which may also be used for the source dopant, adjacent to the trench-gate (11). A high energy dopant implant (61) or other doping process provides this channel dopant adjacent to the trench (20) and extending laterally below the mask (51,51n). A remarkably uniform doping profile can be achieved beneath the doping window (51b) and beneath the mask (51,51n). By using a high ion energy and high dose, the dopant ions (61) at the doping window (51b) can be laterally scattered below the mask (51) while those at the mask (51) penetrate there-through to be implanted in the underlying portion of the body (100). On fabrique des dispositifs à semi-conducteur compacts, tels que, par exemple, un transistor de puissance MOSFET cellulaire et à écartement sous-micronique (Yc), par des techniques d'auto-alignement dans lesquelles on utilise des diviseurs de paroi latérale (52) de différentes manières. La zone source (13) et une fenêtre de contact (18a) pour une électrode source (33) peuvent être auto-alignées par rapport à une tranchée étroite (20) contenant la porte (11). La zone logeant la voie (15) peut également être prévue après la formation de la porte (11), avec une très bonne maîtrise de sa concentration de dopage (Na ;p) à proximité adjacente de la tranchée (20). Pour permettre cette maîtrise, le dopant est fourni après l'enlèvement des diviseurs (52) du masque (51), de manière qu'une fenêtre de dopage (51b) soit formée, qui peut être également utilisée pour le dopant source, adjacent à la porte (11). Un implant de dopant de grande énergie (61) ou un autre processus de dopage permet l'installation dudit dopant de voie à proximité adjacente à la tranchée (20) et s'étendant latéralement au-dessous du masque (51, 51n). Un profil de dopage remarquablement homogène peut être obtenu au-dessous de la fenêtre de dopage (51b) et au-dessous du masque (51, 51n). Au moyen d'une énergie ionique puissante et d'une dose élevée, les ions dopants (61) au niveau de la fenêtre de dopage (51b) peuvent être disséminés latéralement au-dessous du masque (51) alors que ceux se trouvant au niveau du masque (51) pénètrent dans celui-ci pour s'implanter dans la partie sous-jacente du corps (100).