[實用新型]一種溝槽MOSFET

有效

• 申請號: 201220420536.5
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN202948934U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李俊俏;唐翠;朱超群;陳宇
• 申請（專利權）人: 寧波比亞迪半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于基本電氣元件領域，特別涉及一種溝槽MOSFET。

背景技術

溝槽MOSFET是微電子技術和電力電子技術融合起來的新一代功率半導體器件，因其具有高耐壓，大電流，高輸入阻抗，低導通電阻，開關速度快等優勢，廣泛應用于DC-DC轉換器，穩壓器，電源管理模塊，汽車電子及機電控制等領域。

傳統的中壓溝槽MOSFET采用離子注入形成分壓環的結構來控制器件的耐壓，以n型器件為例，制造流程包括：提供n+型半導體襯底，在這個第一導電類型的重摻雜區域的半導體襯底上生長一層第一導電類型的輕摻雜外延層，在此外延層上通過光刻，刻蝕等工藝將每層掩膜版上的圖形轉移到硅片上，然后通過不同離子注入形成器件結構。

圖1是現有技術中溝槽MOSFET結構剖面圖，圖2-圖16是圖1中所示溝槽MOSFET的制作流程圖，從圖2-圖16中可見，傳統溝槽MOSFET的工藝流程包括七次光刻過程，這種傳統溝槽MOSFET的具體制作流程是：

第一步：如圖2所示，提供第一導電類型的襯底001；

第二步：如圖3所示,在第一導電類型襯底001上淀積形成第一導電類型輕摻雜外延層002；

第三步：如圖4所示，在第一導電類型輕摻雜外延層002上淀積形成場氧化層003；

第四步：如圖5所示，在場氧化層003上通過光刻界定體區的注入范圍；

第五步：如圖6所示，在第一導電類型外延層002表面通過光刻界定第二導電類型重摻雜的分壓環004，分壓環004是利用掩膜版，光刻膠，通過曝光、顯影露出需要進行離子注入的區域，然后進行離子注入而形成的；

第六步：如圖7所示，于第一導電類型輕摻雜外延層上通過光刻形成溝槽005，該溝槽005是利用掩膜版，光刻膠，通過曝光、顯影露出需要刻蝕的溝槽的上表面，刻蝕形成；

第七步：如圖8所示，在溝槽005的區域淀積氧化層，經過一定溫度退火后形成厚度為800埃的柵氧化層006；

第八步：如圖9所示，在溝槽005的區域淀積多晶硅，此多晶硅為形成MOSFET的柵極材料；

第九步：如圖10所示，在第一導電類型輕外延層002表面進行離子注入形成第二導電類型輕摻雜區007，即體區；

第十步：如圖11所示，在第二導電類型外延層002表面通過光刻界定第一導電類型重摻雜區008，重摻雜區008是利用掩膜版，光刻膠，通過曝光、顯影露出需要進行離子注入的區域，然后進行離子注入而形成的；

第十一步：如圖12所示，淀積介質層009；

第十二步：如圖13所示，在介質層009表面通過光刻界定接觸孔區域，并通過多晶硅及硅刻蝕形成接觸孔區010；

第十三步：如圖14所示，在介質層009及接觸孔區010表面淀積金屬；

第十四步：如圖15所示，通過光刻并刻蝕形成外圍金屬層011，柵極金屬層012及源極金屬層013；

第十五步：如圖16所示，通過光刻界定出鈍化層014。

這種傳統溝槽MOSFET需要七次不同的光刻來界定器件的不同區域，這七次光刻過程分別用于形成體區，分壓環，溝槽，源極，接觸孔，金屬層以及鈍化層，在制作每一層圖形時都需要涂膠，曝光，顯影，刻蝕等工藝步驟，導致工藝流程時間長，在大量生產過程中，生產成本較高。

實用新型內容

本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種溝槽MOSFET。

為了實現本實用新型的上述目的，本實用新型提供了一種溝槽MOSFET，其包括：襯底及其上形成的外延層，所述外延層的導電類型與所述襯底的導電類型相同；形成在所述外延層內的溝槽及被所述溝槽分割的輕摻雜區，所述輕摻雜區的導電類型與所述襯底的導電類型相反，所述溝槽包括第一溝槽、第二溝槽、第三溝槽和第四溝槽；在所述溝槽的內表面形成有第一介質層，在所述溝槽內的第一介質層上形成有導電的填充層，所述填充層將所述溝槽充滿；在所述第三溝槽和第四溝槽之間的輕摻雜區內形成有重摻雜區，所述重摻雜區由不相連接的兩部分構成，所述重摻雜區的導電類型與所述襯底的導電類型相同；以及外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層和漏極金屬層，所述外圍金屬層形成在所述第一溝槽之上，所述柵極金屬層形成在所述第二溝槽之上，所述源極金屬層形成在所述第三溝槽和第四溝槽之間的外延層之上，所述漏極金屬層形成在所述襯底之下。

進一步的，在所述外圍金屬層，柵極金屬層，源極金屬層之上形成有鈍化層。