[發明專利]一種低導通電阻的功率MOS場效應管及制造方法

無效

• 申請號: 201010160708.5
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101834208A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 徐吉程;薛璐;毛振東
• 申請（專利權）人: 蘇州硅能半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡

1.一種低導通電阻的功率MOS場效應管，其特征在于：包括：

位于硅片背面第一導電類型的襯底層(1)；位于所述第一導電類型襯底層上方第一導電類型的外延層(2)；位于所述外延層(2)內上部的第二導電類型的阱層(3)；穿過所述阱層(3)并延伸至外延層(2)內的溝槽(4)，該溝槽內為填充物(5)，該填充物(5)為第二導電類型多晶硅或第二導電類型多晶硅層與氧化硅層(6)的混合層或第二導電類型單晶硅或第二導電類型單晶硅層與氧化硅層的混合層并經推結形成第二導電類型的溝槽區；所述溝槽區與所述外延層(2)之間設有第二導電類型擴散區(7)；在所述阱層(3)上部內且位于所述溝槽區周邊的第一導電類型的源極區(8)，該源極區(8)與外延層之間阱層區域作為溝道區(9)，該溝道區(9)和所述外延層(2)上設有柵氧化層(10)和位于柵氧化層上方作為柵極的導電多晶硅層(11)。

2.根據權利要求1所述功率MOS場效應管，其特征在于：所述導電多晶硅層(11)上表面和側壁覆有絕緣介質層(12)，并在該絕緣介質層(12)設有通孔(13)，該通孔(13)內和源極區(8)及溝槽區上表面均覆有金屬層(14)，分別實現導電多晶硅層(11)和源極區(8)的電極連接。

3.根據權利要求1所述功率MOS場效應管，其特征在于：所述溝槽(4)深度與第一導電類型的外延層(2)厚度之比在0.25～0.8之間的范圍。

4.根據權利要求1所述功率MOS場效應管，其特征在于：所述第二導電類型多晶硅層位于所述溝槽(4)內壁，所述氧化硅層(6)位于第二導電類型多晶硅層內壁；所述第二導電類型單晶硅層位于所述溝槽(4)內壁，所述氧化硅層(6)位于第二導電類型單晶硅層內壁。

5.一種低導通電阻的功率MOS場效應管的制造方法，其特征在于：

該方法包括下列工藝步驟：

步驟一、提供第一導電類型的具有兩個相對主面的半導體硅片；

步驟二、于第一主面(2)上形成氧化層，選擇性掩蔽該氧化層，刻蝕該氧化層以形成硬掩膜氧化層；

步驟三、以所述硬掩膜氧化層為掩蔽層，刻蝕所述第一主面形成深溝槽(4)；

步驟四、于深溝槽(4)內形成具有第二導電類型多晶硅或第二導電類型多晶硅層與氧化硅層(6)的混合層或第二導電類型單晶硅或第二導電類型單晶硅層與氧化硅層(6)的混合層，并通過推結形成第二導電類型的溝槽區；

步驟五、于半導體硅片上表面形成柵氧化硅層；

步驟六、在所述柵氧化硅層上表面形成導電多晶硅層(11)，選擇性掩蔽該導電多晶硅層(11)，刻蝕所述柵氧化硅層和導電多晶硅層(11)，形成柵極；

步驟七、以導電多晶硅作為自對準阻擋層，對第一主面進行第二導電類型雜質離子注入，并通過推結形成第二導電類型的阱層(3)；

步驟八、以光刻膠作為掩蔽層，對第一主面進行第一導電類型雜質離子注入，并通過推結形成第一導電類型的源極區(8)，該第一導電類型的源極區(8)位于所述第二導電類型的阱層(3)上表面內；

步驟九、在半導體硅片上表面淀積絕緣介質層(12)；

步驟十、在絕緣介質層(12)上作選擇性的掩蔽并腐蝕，從而分別在導電多晶硅(11)和第一導電類型的源極區(8)上表面形成通孔(13)；

步驟十一、淀積金屬層(14)，該金屬層(14)與導電多晶硅(11)和第一導電類型的源極區(8)接觸，形成源極接觸區及柵極接觸區。