[發明專利]溝槽MOSFET器件及其制作方法

有效

• 申請號: 201010593571.2
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102569384A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 王加坤
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，更具體地說，涉及一種溝槽MOSFET器件及其制作方法。

背景技術

在半導體器件的發展過程中，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)器件的發展主要有兩個方向：第一，高壓和超高壓方向。即希望器件有較高的耐壓，但仍有較低的導通電阻。向此方向發展的MOSFET器件通常有較厚的低摻雜外延層以承受高壓，所以，外延層漂移電阻在導通電阻中占有決定性的地位。第二，低壓和超低壓方向。即對器件承受耐壓能力相對不高，但是要求器件有極低的導通電阻和較高的開關速度，該方向是目前MOSFET器件發展更為主導的方向。

低壓MOSFET器件為實現極低的導通電阻，要求每個MOSFET器件由更多更小的原胞組成。早期的低壓MOSFET器件大多采用平面工藝進行生產，但是由于平面工藝不利于單個原胞面積的減小，進而不利于較低導通電阻的形成。目前普遍采用挖槽工藝制作MOSFET器件(通常稱之為溝槽MOSFET器件)，該工藝能極大地增加原胞的密度，利于降低導通電阻。

利用挖槽工藝制作低壓MOSFET器件，由于器件的耐壓要求不是很高，所以外延層可以較薄或者摻雜濃度可以較高，故外延層漂移電阻在導通電阻中所占比例減小，而溝道電阻對導通電阻的影響則明顯增大，因此，在原胞密度一定的情形下，減小溝道電阻能有效地減小導通電阻。通過挖槽工藝制作低壓MOSFET器件時，在溝道長度一定的情形下，可通過增加溝道寬度來減小溝道電阻。

現有工藝中所形成的溝槽一般為條形結構或方形結構。參考圖1、圖2和圖3，圖1和圖2所示均為一個原胞內溝槽和接觸孔的俯視結構圖，圖3為圖1中沿直線AA′方向的剖面結構示意圖。圖1中示出了兩個分離的條形溝槽1和2(陰影部分)以及條形溝槽1和2中間的接觸孔3。圖2中示出了形成環形通道的方形溝槽4，所述環形通道所包圍的區域中設置有接觸孔5。圖3中剖面結構由下至上依次為本體層6、外延層7、介質層8和金屬層9；外延層7中設置有條形溝槽1和2、位于條形溝槽1和2中間的體區11、位于體區11中的源極10；接觸孔3貫穿介質層8，且底部延伸至外延層7中的體區11，所述接觸孔3起到連接源極10和金屬層9的作用；源極10底部至體區11底部的高度d即為溝道長度。圖1和圖2中溝槽邊緣上的虛線段之和即為溝道寬度。

在溝道長度一定的情形下，由條形溝槽或方形溝槽所決定的溝道寬度很難再進一步增加，因此，難以進一步減小溝道電阻，進而難以減小導通電阻。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種溝槽MOSFET器件及其制作方法，該溝槽MOSFET器件能有效地減小溝道電阻，進而減小導通電阻。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種溝槽MOSFET器件，該器件包括：

基底，所述基底包括本體層和所述本體層之上的外延層；

位于所述外延層中的第一溝槽和接觸孔；其中，所述第一溝槽為梳狀溝槽。

優選的，所述溝槽MOSFET器件還包括：位于所述外延層中與所述第一溝槽相連通的第二溝槽。

優選的，所述溝槽MOSFET器件還包括：位于所述外延層中與所述第一溝槽成對稱結構的第三溝槽。

優選的，上述溝槽MOSFET器件中，所述第二溝槽為方形、六角形或圓形溝槽。

優選的，所述溝槽MOSFET器件還包括：位于所述外延層上的介質層；位于所述介質層上的金屬層。

優選的，上述溝槽MOSFET器件中，所述接觸孔穿過所述介質層與所述金屬層相連。

優選的，所述溝槽MOSFET器件還包括：位于所述本體層下表面的漏極。

本發明還提供了一種溝槽MOSFET器件的制作方法，該方法包括：

提供基底，所述基底包括本體層和所述本體層之上的外延層；

在所述外延層中形成具有梳狀結構的第一溝槽。

優選的，本發明所提供的溝槽MOSFET器件的制作方法還包括：

在所述外延層上形成介質層；

在所述介質層中形成接觸孔，且所述接觸孔的底部伸入到所述外延層中；

在所述介質層上形成金屬層。

優選的，本發明所提供的溝槽MOSFET器件的制作方法還包括：在所述外延層中形成與所述第一溝槽相連通的第二溝槽；其中，所述第二溝槽的形狀為方形、圓形或六角形。