[發(fā)明專利]一種超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310255902.5
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103579343A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝福淵
• 申請（專利權(quán)）人: 力士科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，包括多個單元，每個單元包括：

第一導(dǎo)電類型的襯底；

第一導(dǎo)電類型的外延層，該外延層位于所述襯底的上表面，且該外延層的多數(shù)載流子濃度低于所述襯底；

一對深溝槽，從所述外延層的上表面向下延伸入所述外延層；

平臺區(qū)，位于所述的一對深溝槽之間；

第一導(dǎo)電類型的第一柱狀摻雜區(qū)，位于所述平臺區(qū)內(nèi)；

一對第二導(dǎo)電類型的第二柱狀摻雜區(qū)，位于所述平臺區(qū)內(nèi)，且與所述深溝槽的側(cè)壁相鄰，所述第二柱狀摻雜區(qū)圍繞所述第一柱狀摻雜區(qū)且與所述第一柱狀摻雜區(qū)平行交替排列；

第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，位于所述平臺區(qū)內(nèi)，靠近所述深溝槽的部分側(cè)壁且覆蓋所述第一柱狀摻雜區(qū)和所述第二柱狀摻雜區(qū)的上表面；

至少一個溝槽柵，從所述平臺區(qū)的上表面向下穿過所述體區(qū)并延伸入所述第一柱狀摻雜區(qū)，包括一個襯有柵極氧化層的柵電極；

多個溝槽式源體接觸區(qū)，位于所述平臺區(qū)，每個所述溝槽式源體接觸區(qū)都填充有所述的接觸金屬插塞，且穿過一個接觸絕緣層并延伸入所述體區(qū)；

第一導(dǎo)電類型的源區(qū)，靠近所述體區(qū)的上表面且位于每個所述的溝槽柵和與其相鄰的所述溝槽式源體接觸區(qū)的側(cè)壁之間，其中所述源區(qū)的多數(shù)載流子濃度高于所述外延層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中所述深溝槽的底部未到達(dá)所述襯底和所述外延層的接觸面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中所述深溝槽的底部越過所述襯底和所述外延層的接觸面且向下延伸入所述襯底中，同時，所述第一柱狀摻雜區(qū)和所述第二柱狀摻雜區(qū)的下底面靠近所述襯底和所述外延層的接觸面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，還包括一個第二導(dǎo)電類型的歐姆體接觸區(qū)，其位于所述體區(qū)中并至少包圍每個所述溝槽式源體接觸區(qū)的底部，其中所述歐姆體接觸區(qū)的多數(shù)載流子濃度高于所述體區(qū)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，還包括一個終端區(qū)，該終端區(qū)進(jìn)一步包括一個短接至所述源區(qū)的第一類保護(hù)環(huán)和多個具有懸浮電壓的第二類保護(hù)環(huán)，其中所述第一類和第二類保護(hù)環(huán)的結(jié)深都大于所述體區(qū)的結(jié)深，所述第一類保護(hù)環(huán)還通過一個位于終端區(qū)中的體區(qū)而短接至一個第三柱狀摻雜區(qū)和一個第四柱狀摻雜區(qū)，其中所述第三柱狀摻雜區(qū)為第一導(dǎo)電類型且其寬度為所述第一柱狀摻雜區(qū)的一半，所述第四柱狀摻雜區(qū)為第二導(dǎo)電類型且其寬度等于所述第二柱狀摻雜區(qū)的寬度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中所述的接觸金屬插塞包括襯有一層勢壘層的鎢插塞，其中所述勢壘層為Ti/TiN或者Co/TiN或者Ta/TiN。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，還包括至少一個用于柵連接的溝槽柵，其通過一個溝槽式柵接觸區(qū)而連接至柵金屬層，其中所述溝槽式柵接觸區(qū)填充有所述接觸金屬插塞。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中每個深溝槽都填充有一個襯有電介質(zhì)層的屏蔽電極，其中所述屏蔽電極通過一個溝槽式源接觸區(qū)連接至源金屬，其中所述溝槽式源接觸區(qū)填充有所述接觸金屬插塞。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中每個深溝槽中只填充有電介質(zhì)層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中所述柵極氧化層沿溝槽柵底部的厚度小于或者等于其沿溝槽柵側(cè)壁的厚度。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，其中所述柵極氧化層沿溝槽柵底部的厚度大于其沿溝槽柵側(cè)壁的厚度。