[發明專利]一種溝槽平面柵MOSFET器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200910022272.0
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101540338A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 王彩琳;孫丞
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 西安弘理專利事務所
• 代理人: 羅 笛

1.一種溝槽平面柵MOSFET器件，包括作為漏極D的n⁺硅襯底層，在n⁺硅襯底層的上面連接有n^-外延層，n^-外延層的上方中間設置有平面柵極G，平面柵極G的兩側的n^-外延層上各設置有一個p基區，每個p基區內設置有n⁺源區，在表面處n⁺源區與p基區短路形成源極S，其特征在于，

在兩個p基區之間，并且沿n^-外延層上端中間部位開有溝槽，所述溝槽深度小于p基區的深度，溝槽寬度小于p基區之間的間距，溝槽內部填充有多晶硅柵，所述多晶硅柵與n^-外延層之間填充有柵氧化層，所述柵氧化層和所述多晶硅柵形成溝槽型的柵極結構，并與n^-外延層上方的所述平面柵極G連為一體。

2.按照權利要求1所述的溝槽平面柵MOSFET器件，其特征在于，所述溝槽為矩形槽。

3.按照權利要求1所述的溝槽平面柵MOSFET器件，其特征在于，所述溝槽為上大下小的梯形溝槽，槽壁和槽底面的夾角與溝槽深度和溝槽上、下邊寬度應滿足下式：

d_t＝tgθ·(w_t1-w_t2)/2

式中，θ為槽壁和槽底面的夾角，d_t為溝槽深度，w_t1為溝槽上邊寬度，w_t2為溝槽下邊寬度。

4.一種權利要求1所述溝槽平面柵MOSFET器件的制造方法，其特征在于，該方法按以下步驟進行：

步驟1：在<100>硅n⁺襯底上生長一層n^-外延層，并在n^-外延層上表面利用熱氧化，生長一層SiO₂掩蔽層；

步驟2：沿n^-外延層上端中間部位縱向設定溝槽的窗口，利用反應離子刻蝕技術，刻蝕出溝槽，該溝槽深度小于p基區的設定深度，溝槽寬度小于p基區之間的間距；

步驟3：腐蝕掉SiO₂掩蔽層，重新熱生長柵氧化層，并淀積多晶硅，采用表面平坦化技術，形成表面平整的多晶硅層；

步驟4：刻蝕多晶硅層和柵氧化層，形成平面柵極G和與平面柵極G相連的溝槽型的柵極結構；

步驟5：注入硼離子B⁺，并退火兼推進形成p基區；

步驟6：注入磷離子P⁺，并退火兼推進形成n⁺源區；

步驟7：進行襯底減薄、電極制備、劃片、封裝后即成。

5.按照權利要求4所述的溝槽平面柵MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述步驟2中的溝槽為矩形槽。

6.按照權利要求4所述的溝槽平面柵MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述步驟2中的溝槽為上大下小的梯形溝槽，槽壁和槽底面的夾角與溝槽深度和溝槽上、下邊寬度應滿足下式：

d_t＝tgθ·(w_t1-w_t2)/2

式中，θ為槽壁和槽底面的夾角，d_t為溝槽深度，w_t1為溝槽上邊寬度，w_t2為溝槽下邊寬度。