[實用新型]一種具有溝槽源極場板的Trench MOSFET晶體管

有效

• 申請號: 201220433435.1
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN202758892U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王新;朱懷宇
• 申請（專利權）人: 成都瑞芯電子有限公司
• 主分類號: H01L29/417
• 分類號: H01L29/417;H01L29/78
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及晶體管領域，具體是一種具有溝槽源極場板的Trench?MOSFET晶體管。

背景技術

溝槽式金屬氧化物半導體場效應晶體管（Trench?MOSFET）是近幾年迅速發展起來的新型功率器件，由于它比雙極型功率器件具有許多優良性能：如高輸入阻抗，低驅動電流，沒有少子存儲效應，開關速度快，工作頻率高，具有負的電流溫度系數，并有良好的電流自調節能力，可有效地防止電流局部集中和熱點的產生，電流分布均勻，容易通過并聯方式增加電流容量，具有較強的功率處理能力，熱穩定性好，安全工作區大，沒有二次擊穿等，已廣泛應用于各種電子設備中，如高速開關電路，開關電源，不間斷電源，高功率放大電路，高保真音響電路，射頻功放電路，電力轉換電路，電機變頻電路，電機驅動電路，固體繼電器，控制電路與功率負載之間的接口電路等。

溝槽式金屬氧化物半導體場效應晶體管（Trench?MOSFET）采用硅片背面作為漏極，硅片上制造外延層，在外延層中挖溝槽，在溝槽中生長一層柵氧化層，然后再淀積多晶硅柵電極，在柵電極和源極之間有隔離層BPSG。在外延層中制備溝道體和源極。

這種結構的溝槽式金屬氧化物半導體場效應晶體管（Trench?MOSFET）的缺點（以NMOS為例）在于，第一，柵極多晶電位大于0，從而吸引除溝道體外的N型輕摻雜的外延層中的電子在柵氧化層與外延層交界面上，相當于增大了外延層的摻雜濃度，導致擊穿電壓降低，限制了器件的耐壓；第二，多晶硅柵極、柵極氧化層和漏極組成的寄生電容，限制了晶體管的開關速度，增大了晶體管的開關損耗。

發明內容

本發明提供了一種具有溝槽源極場板的Trench?MOSFET晶體管，解決了傳統的Trench?MOSFET耐壓能力較差，同時開關速度較慢、開關損耗較大的問題。

本發明為解決技術問題主要通過以下技術方案實現：一種具有溝槽源極場板的Trench?MOSFET晶體管，從下往上依次包括漏極、襯底、漂移區及源極；

所述漂移區設有若干深溝槽，深溝槽內設有溝槽源極場板，所述溝槽源極場板兩側的深溝槽內設有厚氧化層，溝槽源極場板兩側的厚氧化層上各設有一個柵極，柵極與深溝槽的內壁之間設有柵極氧化層；

所述相鄰深溝槽之間設有體區，所述體區的上方設有兩個源區和一個歐姆接觸區，兩個源區分別位于歐姆接觸區的兩側；

所述深溝槽的上方設有隔離氧化層，隔離氧化層上設有若干接觸孔，歐姆接觸區通過接觸孔與源極連通。

所述溝槽源極場板的頂部與深溝槽的上沿相平。?

所述柵極的頂部與深溝槽的上沿相平。

所述柵極、柵極氧化層及體區的最底端均位于深溝槽的中部以上。?????

本發明與現有技術相比具有以下優點和有益效果：

（1）本發明的晶體管當MOSFET反向偏置時，由于溝槽源極場板連接到源極共同接地，溝槽源極場板使耗盡區向電流的垂直方向耗盡，這樣就使原來只沿電流方向耗盡的空間電荷區變為橫向縱向同時耗盡的空間電荷區。在漂移區的相對側通常存在相似的溝槽源極場板，從而漂移區從兩側耗盡，這允許漂移區的摻雜濃度顯著高于其他情形阻擋漏極與源極之間的反向電壓所需的濃度，這樣在提高晶體管擊穿電壓的同時，并沒有提高晶體管的導通電阻，由于溝槽源極場板的存在，與傳統晶體管相比降低了導通電阻。

（2）本發明的溝槽源極場板將柵極與漏極分開，把傳統晶體管的柵漏電容變為現在的柵源電容，又由于溝槽源極場板下面的厚氧化層使形成的柵源電容也非常小，用較小的柵源電容代替傳統晶體管的具有米勒效應的柵漏電容，從而使MOSFET能以較高的頻率操作。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例：

如圖1所示，本實施例的Trench?MOSFET晶體管從下往上依次包括漏極213、襯底200、漂移區201及源極212；

漂移區201設有若干深溝槽202，深溝槽202內設有溝槽源極場板204，溝槽源極場板204兩側的深溝槽202內設有厚氧化層203，溝槽源極場板204兩側的厚氧化層203上各設有一個柵極206，柵極206與深溝槽202的內壁之間設有柵極氧化層205；

本實施例的相鄰深溝槽202之間設有體區207，所述體區207的上方設有兩個源區208和一個歐姆接觸區211，兩個源區208分別位于歐姆接觸區211的兩側；