[實用新型]N溝道耗盡型功率MOSFET器件

有效

• 申請號: 201220623381.5
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN202888189U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 聞永祥;趙金波;王維建;曹俊
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本實用新型涉及一種半導體器件，尤其涉及一種N溝道耗盡型功率MOSFET器件。

背景技術

MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)可以分為增強型和耗盡型，其中增強型是指當VGS(柵源電壓)為0時，管子呈截止狀態，當加上合適的VGS后，多數載流子被吸引到柵極，從而使多晶柵極下的載流子增強，形成導電溝道，這種MOS管稱為增強型MOS管。耗盡型是指當VGS=0時，即存在溝道，加上合適的VGS時，能使多數載流子流出溝道，載流子耗盡管子轉向截止。N溝道耗盡型功率MOSFET在VGS=0時，漏源之間的溝道已經存在，所以只要加上VDS(漏源電壓)，就有ID(電流)流通。如果增加正向柵源電壓VGS，柵極與襯底之間的電場將使溝道中感應更多的電子，溝道變厚，溝道的電導增大。如果在柵極加負電壓，即VGS＜0，就會在對應的器件表面感應出正電荷，這些正電荷抵消N溝道中的電子，從而在襯底表面產生一個耗盡層，使溝道變窄，溝道電導減小。當負柵壓增大到某一電壓Vp時，耗盡區擴展到整個溝道，溝道完全被夾斷(即耗盡)，這時即使VDS仍存在，也不會產生漏極電流，即ID=0。則Vp稱為夾斷電壓或閾值電壓，其值通常在-1V～-10V之間。一般制作耗盡型MOSFET工藝方法是在溝道區域單獨進行一次離子注入來形成溝道。

如何進一步提高提高MOSFET器件的性能成為業界關注的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能夠使N溝道耗盡型功率MOSFET器件具有較短的反向恢復時間的結構。

本實用新型提供一種N溝道耗盡型功率MOSFET器件，包括：半導體襯底和位于其上的外延層，所述外延層包括分壓環形成區和有源區；柵極，形成于所述有源區上；P型阱區，形成于在所述柵極之間的有源區中；P型接觸區和P型接觸區旁的N+源區，均形成于所述P型阱區中；還包括耗盡層，所述耗盡層形成于相鄰的兩個P型阱區中相臨近的兩N+源區之間。

進一步的，所述半導體襯底和所述外延層為N型。

進一步的，所述柵極包括：柵氧化層，形成于所述有源區上；柵導電層，形成于所述柵氧化層上。

進一步的，所述柵氧化層的厚度為4000埃～8000埃。

進一步的，N溝道耗盡型功率MOSFET器件還包括，介質層，覆蓋于所述外延層上；引線孔窗口，形成于所述介質層中；正面金屬引線，形成于所述介質層上。

進一步的，所述介質層的材質為硼磷硅玻璃。

進一步的，所述N溝道耗盡型功率MOSFET器件還包括，背面金屬層，所述背面金屬層形成于所述半導體襯底上與所述外延層相對的一面。

綜上所述，本實用新型所述N溝道耗盡型功率MOSFET器件的結構通過形成耗盡層，所述耗盡層形成于相鄰的兩個P型阱區中相臨近的兩N+源區之間，使形成的MOSFET器件具有較短的反向恢復時間，進而提升了產品的性能。

此外，本實用新型所述N溝道耗盡型功率MOSFET器件的形成方法可以通過對功率MOSFET制作工藝過程中，在所述柵極之間的有源區中形成P型阱區的過程中，并且在進行離子注入和退火工藝的步驟之間，進行氧化工藝，所述氧化工藝使外延層表面形成二氧化硅和硅的交界面，從而在后續進行電子輻照工藝的步驟中，使在器件的二氧化硅和硅的交界面及其附近的二氧化硅層中產生缺陷和陷阱，通過適當的電子輻照工藝，被電子輻照產生的電子在器件的硅表面形成電子導通溝道，即形成耗盡層，從而使空穴耗盡制造出N溝道耗盡型功率MOSFET器件，使形成的MOSFET器件具有較短的反向恢復時間，進而提升了產品的性能。

同時由于采用電子輻照工藝，N溝道耗盡型功率MOSFET器件的元胞結構形成過程和常規過程一致，不需要單獨增加版來調節溝道雜質劑量，同時，增加電子輻照工藝的方法與常規功率MOSFET器件的制造工藝相兼容，進而增加了工藝靈活性，節省了工藝流程和生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中N溝道耗盡型功率MOSFET器件的制造方法的流程示意圖。

圖2～圖7為本實用新型一實施例中N溝道耗盡型功率MOSFET器件的制造過程的結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本實用新型的內容作進一步說明。當然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護范圍內。