[發明專利]通過厚底部絕緣物中的感應凈電荷區的性能優良的MOSFET

有效

• 申請號: 201310221807.3
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103474463A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王曉彬;安荷.叭剌;伍時謙
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

1.一種半導體功率器件，包括：一個具有第一導電類型摻雜物的半導體襯底；

一個形成在襯底上用第一導電類型摻雜物摻雜的外延半導體區，外延半導體區的摻雜濃度低于襯底的摻雜濃度；

一個形成在外延半導體區中的溝槽；

一個形成在溝槽附近的外延半導體區中的本體區，其特征在于，所述本體區摻雜第二導電類型的摻雜物，第二導電類型與第一導電類型相反；

一個第一導電類型的源極區，其形成在溝槽附近，使本體區位于源極區和外延區之間，其中所述源極區的摻雜濃度高于外延半導體區的摻雜濃度；

一個形成在溝槽底部的厚底部絕緣物；

一個導電柵極電極，其形成在厚底部絕緣物上方的溝槽中，其中柵極電極通過厚底部絕緣物，與溝槽底部絕緣，并且通過柵極絕緣物，與溝槽側壁絕緣；以及

一個第一導電類型的感應凈電荷區域，其在厚底部絕緣物和外延半導體區之間的交界面附近的厚底部絕緣物中。

2.如權利要求1所述的半導體功率器件，其特征在于，所述外延半導體區的摻雜濃度是傳統的（非屏蔽的）MOSFET器件中外延半導體區摻雜濃度的2至3倍。

3.如權利要求1所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的第一導電類型為P-型。

4.如權利要求3所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的感應凈電荷區域是由外延區的電子照射產生的。

5.如權利要求4所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的感應凈電荷在厚底部絕緣物和外延半導體區之間的交界面處聚集濃度最大。

6.如權利要求1所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的柵極電極和溝槽底部之間的厚底部絕緣物的厚度約為2微米至5微米。

7.如權利要求6所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的感應凈電荷區聚集在柵極電極和溝槽底部之間的外延半導體區中，溝槽底部在厚底部絕緣物和外延半導體區之間的交界面附近。

8.如權利要求1所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的厚底部絕緣物含有氧化物。

9.如權利要求1所述的半導體功率器件，其特征在于，所述的柵極絕緣物含有氧化物。

10.一種用于制備半導體功率器件的方法，包括：

在襯底上制備一個外延半導體區，并用第一導電類型的摻雜物摻雜，

外延半導體區中第一類型摻雜物的摻雜濃度低于襯底；

在外延半導體區中制備一個溝槽；

在溝槽附近的外延半導體區中，制備一個本體區，

其特征在于，所述的本體區摻雜第二導電類型的摻雜物，第二導電類型與第一導電類型相反；

在溝槽附近，制備第一導電類型的源極區，使本體區位于源極區和外延區之間，其中所述源極區的摻雜濃度大于外延半導體區的摻雜濃度；

在溝槽的底部制備厚底部絕緣物；

在厚底部絕緣物上方的溝槽中，制備一個導電柵極電極，其中所述的柵極電極通過厚底部絕緣物，與溝槽底部電絕緣，通過柵極絕緣物，與溝槽側壁電絕緣；并且

在厚底部絕緣物和外延半導體區之間的交界面附近，在厚底部絕緣物中，專門引入一個第一導電類型的凈電荷區域。

11.如權利要求10所述的用于制備半導體功率器件的方法，其特征在于，所述外延半導體區的摻雜濃度是傳統的（非屏蔽的）MOSFET器件中外延半導體區的摻雜濃度的2至3倍。

12.如權利要求10所述的用于制備半導體功率器件的方法，其特征在于，所述的第一導電類型為P-型。

13.如權利要求12所述的用于制備半導體功率器件的方法，其特征在于，專門引入的所述凈電荷區域包括，通過在外延半導體區中引入缺陷的方式，進行外延區的電子照射。

14.如權利要求13所述的用于制備半導體功率器件的方法，其特征在于，還包括外延半導體區退火，以便部分恢復外延區中的電子照射感應缺陷，但在厚底部絕緣物和外延層中的氧化物的交界面處沒有完全恢復，因此照射感應正電荷仍然留在交界面處，將電荷吸引到交界處。

15.如權利要求14所述的用于制備半導體功率器件的方法，其特征在于，退火是在250℃至450℃之間進行。