[發明專利]一種溝槽金屬氧化物半導體場效應管及其制造方法

無效

• 申請號: 200910253441.1
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN102097433A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 謝福淵
• 申請（專利權）人: 力士科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L23/528;H01L21/82;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

1.一種溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，包括：

第一導電類型的襯底；

第一導電類型的外延層，該外延層位于所述襯底之上，并且該外延層的多數載流子濃度低于所述襯底；

第二導電類型的體區，位于所述外延層的上部分；

第一導電類型的源區，位于有源區，且靠近所述體區的上表面；

多個第一溝槽柵，位于有源區，且從所述外延層的上表面延伸入所述外延層；

至少一個第二溝槽柵，用于柵極連接，且從所述外延層的上表面延伸入所述外延層；

第一絕緣層，覆蓋所述第一溝槽柵和第二溝槽柵的內表面；

柵極導電區域，位于所述第一溝槽柵和第二溝槽柵內，且靠近所述第一絕緣層；

第二絕緣層，覆蓋所述外延層的上表面；

一個ESD保護二極管，位于所述第二絕緣層之上；

第三絕緣層，覆蓋所述外延層以及所述ESD保護二極管的外表面；

多個源體接觸溝槽，穿過所述第三絕緣層和所述源區并延伸入所述體區；

至少一個柵接觸溝槽，穿過所述第三絕緣層并延伸入位于所述第二溝槽柵中的柵極導電區域；

至少兩個ESD接觸溝槽，穿過所述第三絕緣層并延伸入所述ESD保護二極管的陰極；

至少兩個第三溝槽柵，填充以所述柵極導電區域并襯有所述第一絕緣層，從所述外延層的上表面延伸入所述外延層，且每個所述第三溝槽柵位于每個所述ESD接觸溝槽的下方；

金屬插塞，位于每個所述源體接觸溝槽、柵接觸溝槽和ESD接觸溝槽中。

2.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述ESD保護二極管由多個背靠背的齊納二極管構成。

3.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第二絕緣層的厚度為150～1500埃。

4.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述柵極導電區域為摻雜的多晶硅。

5.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第三溝槽柵的作用是作為緩沖層防止柵極和源極之間的短接。

6.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，還包括源金屬和柵金屬，其中源金屬與所述源體接觸溝槽中的金屬插塞和位于ESD保護二極管一端的ESD接觸溝槽中的金屬插塞之間形成電學接觸，柵金屬與所述柵接觸溝槽中的金屬插塞和位于ESD保護二極管另一端的ESD接觸溝槽中的金屬插塞之間形成電學接觸。

7.根據權利要求6所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述源金屬和柵金屬為Al合金或Cu合金。

8.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述金屬插塞為鎢插塞。

9.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，還包括一層勢壘層Ti/TiN或Co/TiN或Ta/TiN，該勢壘層位于所述金屬插塞和接觸溝槽的內表面之間。

10.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，還包括漏金屬Ti/Ni/Ag，該漏金屬位于所述襯底的下表面。

11.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，還包括第二導電類型的體接觸區，該體接觸區位于所述體區，包圍所述源體接觸溝槽的底部，且所述體接觸區的多數載流子濃度高于所述體區。

12.根據權利要求6所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，還包括一層降阻層Ti或Ti/TiN，該降阻層襯于所述源金屬和所述柵金屬的下表面。

13.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第三絕緣層為硼磷硅玻璃層。

14.根據權利要求1所述的溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，所述第二溝槽柵的寬度大于所述第一溝槽柵的寬度。