[發明專利]一種超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管及其制造方法

有效

• 申請號: 201010158386.0
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN102208414A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 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: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L29/78;H01L29/06;H01L21/8234;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種具有RSO結構的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，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的上表面，且該外延層的多數載流子濃度低于所述襯底；

多個溝槽，位于所述外延層內，且從所述外延層的上表面向下延伸入所述外延層；

第一絕緣層，覆蓋所述溝槽下部分的內表面；

多個源區電極，每個所述源區電極填充于每個所述溝槽的下部分且靠近所述第一絕緣層；

第二絕緣層，覆蓋所述溝槽上部分的內表面，且覆蓋所述第一絕緣層和所述源區電極的上方，該第二絕緣層的厚度小于所述第一絕緣層的厚度；

多個柵電極，每個所述柵電極填充于每個所述溝槽的上部分且靠近所述第二絕緣層；

多個第一導電類型的第一柱狀摻雜區，位于所述外延層內，靠近所述溝槽的部分側壁且該第一柱狀摻雜區在所述外延層內的深度小于所述溝槽在所述外延層中的深度；

多個第二導電類型的第二柱狀摻雜區，位于所述外延層內，靠近且包圍所述第一柱狀摻雜區，且所述第二柱狀摻雜區平行于所述第一柱狀摻雜區；

多個第二導電類型的體區，位于所述外延層內，靠近所述溝槽的部分側壁且覆蓋所述第一柱狀摻雜區和所述第二柱狀摻雜區的上表面；

多個第一導電類型的源區，位于有源區，靠近所述體區的上表面且靠近所述溝槽的部分側壁，所述源區的多數載流子濃度高于所述外延層；

第三絕緣層，覆蓋所述柵電極的上方；和

終端區，位于所述超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管終端處。

2.一種具有RSO結構的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，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的上表面，且該外延層的多數載流子濃度低于所述襯底；

多個溝槽，位于所述外延層內，且從所述外延層的上表面向下延伸入所述外延層；

第一絕緣層，覆蓋所述溝槽下部分的內表面；

第二絕緣層，覆蓋所述溝槽上部分的內表面，與所述第一絕緣層相連，該第二絕緣層的厚度小于所述第一絕緣層的厚度；

多個柵電極，每個所述柵電極填充于每個所述溝槽內且靠近所述第一絕緣層和所述第二絕緣層；

多個第一導電類型的第一柱狀摻雜區，位于所述外延層內，靠近所述溝槽的部分側壁且該第一柱狀摻雜區在所述外延層內的深度小于所述溝槽在所述外延層中的深度；

多個第二導電類型的第二柱狀摻雜區，位于所述外延層內，靠近且包圍所述第一柱狀摻雜區，且所述第二柱狀摻雜區平行于所述第一柱狀摻雜區；

多個第二導電類型的體區，位于所述外延層內，靠近所述溝槽的部分側壁且覆蓋所述第一柱狀摻雜區和所述第二柱狀摻雜區的上表面；

多個第一導電類型的源區，位于有源區，靠近所述體區的上表面且靠近所述溝槽的部分側壁，所述源區的多數載流子濃度高于所述外延層；

第三絕緣層，覆蓋所述柵電極的上方；和

終端區，位于所述超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管終端處。

3.根據權利要求1或2所述的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其中所述溝槽的底部未到達所述襯底和所述外延層的接觸面。

4.根據權利要求1或2所述的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其中所述溝槽的底部越過所述襯底和所述外延層的接觸面且向下延伸入所述襯底中，同時，所述第一柱狀摻雜區和所述第二柱狀摻雜區的下底面靠近所述襯底和所述外延層的接觸面。

5.根據權利要求1或2所述的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其中還包括：

多個第二導電類型的雪崩增強摻雜區，位于所述體區內，且位于每兩個相鄰的所述源區之間，所述雪崩增強摻雜區的底部位于所述源區的底部下方，同時，所述雪崩增強摻雜區的多數載流子的濃度高于所述體區；

多個第二導電類型的淺結接觸摻雜區，靠近所述體區的上表面，該淺結接觸摻雜區位于每兩個相鄰的所述源區之間且形成于所述雪崩增強摻雜區的上方，同時，所述淺結接觸摻雜區的多數載流子濃度高于所述雪崩增強摻雜區。

6.根據權利要求1或2所述的超結溝槽金屬氧化物半導體場效應管，其中當擊穿電壓小于或等于100V時，所述終端區由保護環構成，且所述第三絕緣層覆蓋所述終端區。