[發明專利]一種新型溝槽結構的功率MOSFET器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201110241526.5
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102280487A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬;丁磊
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336;H01L21/265
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種新型溝槽結構的功率MOSFET器件，在所述MOSFET器件的俯視平面上，包括位于半導體基板的元件區和終端保護區，所述終端保護區位于元件區的外圈，且終端保護區環繞包圍元件區；元件區內包括若干規則排布且相互平行并聯設置的元胞；在所述MOSFET器件的截面上，半導體基板具有相對應的第一主面與第二主面，所述第一主面與第二主面間包括第一導電類型襯底及鄰接所述第一導電類型襯底的第一導電類型外延層，第一導電類型外延層內的上部設有第二導電類型層；其特征在于：

在所述MOSFET器件的截面上，元件區的元胞采用溝槽結構，所述元胞溝槽位于第二導電類型層，并由半導體基板的第一主面向下延伸，深度伸入所述第二導電類型層下方的第一導電類型外延層內；所述元胞溝槽內壁表面生長有絕緣氧化層，所述絕緣氧化層包括第一絕緣柵氧化層及第二絕緣柵氧化層，所述第一絕緣柵氧化層生長于元胞溝槽側壁的上部，第二絕緣柵氧化層生長于元胞溝槽的下部并覆蓋元胞溝槽側壁的下部及底部，第二絕緣柵氧化層的厚度大于第一絕緣柵氧化層的厚度，且第一絕緣柵氧化層與第二絕緣柵氧化層上下連接；

在所述MOSFET器件的截面上，元胞溝槽內淀積有導電多晶硅，所述導電多晶硅包括第一導電多晶硅和第二導電多晶硅，所述第一導電多晶硅與第二導電多晶硅均由元胞溝槽的上部向下延伸至第二導電類型層的下方，且第一導電多晶硅在元胞溝槽內延伸的距離大于第二導電多晶硅延伸的距離；第一導電多晶硅位于元胞溝槽的中心區，第二導電多晶硅位于第一導電多晶硅的兩側，第一導電多晶硅與第二導電多晶硅間通過第三絕緣柵氧化層隔離，所述第三絕緣柵氧化層與第二絕緣柵氧化層上下連接；第二導電多晶硅與元胞溝槽內壁間通過第一絕緣柵氧化層隔離；

在所述MOSFET器件的截面上，相鄰元胞溝槽間相對應的外壁上方均帶有第一導電類型注入區；元胞溝槽的槽口由絕緣介質層覆蓋，元胞溝槽的兩側設有源極接觸孔，所述源極接觸孔內填充有第二接觸孔填充金屬，所述第二接觸孔填充金屬與第一導電類型注入區及第二導電類型層歐姆接觸；元胞溝槽上方設有源極金屬，所述源極金屬覆蓋于絕緣介質層及第二接觸孔填充金屬上，源極金屬與第二接觸孔填充金屬電性連接；第一導電多晶硅與源極金屬等電位連接。

2.根據權利要求1所述的新型溝槽結構的功率MOSFET器件，其特征是：在所述MOSFET器件的截面上，元胞溝槽的上方設有第一接觸孔，所述第一接觸孔由絕緣介質層表面向下延伸至第一導電多晶硅上；第一接觸孔內設有第一接觸孔填充金屬；第一導電多晶硅通過第一接觸孔填充金屬與源極金屬等電位連接。

3.根據權利要求1所述的新型溝槽結構的功率MOSFET器件，其特征是：所述半導體基板的第二主面上設有漏極金屬。

4.根據權利要求1或2所述的新型溝槽結構的功率MOSFET器件，其特征是：所述第一導電多晶硅與源極金屬連接成零電位。