[發明專利]多柵VDMOS晶體管及其形成方法

在審

• 申請號: 201310342027.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN104347708A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 孫光宇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種多柵VDMOS晶體管，其特征在于，包括：

N型襯底，所述N型襯底具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；

位于所述N型襯底的第一表面上的N型漂移層；

位于N型漂移層上的P型外延層；

貫穿所述P型外延層和部分N型漂移層的若干溝槽；

填充滿若干溝槽的若干柵極結構；

位于P型外延層內環繞每個柵極結構側壁的N型摻雜區；

位于P型外延層上的源極金屬層，所述源極金屬層將若干N型摻雜區電連接在一起；

位于N型襯底的第二表面上的漏極金屬層。

2.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，所述柵極結構的數量大于等于兩個，溝槽的數量等于柵極結構的數量。

3.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，所述柵極結構的數量大于等于三個。

4.如權利要求3所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，所述柵極結構在P型外延層和部分N型漂移層中呈直線排布、多邊形排布、蜂窩型排布、同心圓排布、陣列排布、或不規則圖形排布。

5.如權利要求3所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，相鄰柵極之間的間距相等。

6.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，所述相鄰柵極結構之間的距離為0.1～10微米，柵極的寬度為0.1～10微米。

7.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，相鄰N型摻雜區之間不接觸。

8.如權利要求7所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，源極金屬層與相鄰N型摻雜區之間的P型外延層接觸。

9.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，所述柵極結構包括位于溝槽的側壁和底部表面的柵介質層以及位于柵介質層上填充滿溝槽的柵電極。

10.如權利要求9所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，還包括：在源極金屬層上形成層間介質層；在層間介質層中形成導電插塞；在層間介質層上形成柵極金屬層，每個柵電極通過相應的導電插塞與柵極金屬層相連。

11.如權利要求1所述的多柵VDMOS晶體管，其特征在在于，源極金屬層與柵極結構頂部表面之間具有隔離介質層。

12.一種多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，包括：

提供N型襯底，所述N型襯底具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；

在所述N型襯底的第一表面上形成N型漂移層；

在所述N型漂移層上形成P型外延層；

刻蝕所述P型外延層和部分N型漂移層，形成若干溝槽；

在所述若干溝槽中形成若干柵極結構；

在所述P型外延層內形成環繞每個柵極結構側壁的N型摻雜區；

在所述位于P型外延層上形成源極金屬層，所述源極金屬層將若干N型摻雜區電連接在一起；

在所述N型襯底的第二表面上形成漏極金屬層。

13.如權利要求12所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，所述柵極結構的數量大于等于兩個，溝槽的數量等于柵極結構的數量。

14.如權利要求12所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，所述柵極結構的數量大于等于三個。

15.如權利要求14所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，所述柵極結構在P型外延層和部分N型漂移層中呈直線排布、多邊形排布、蜂窩型排布、同心圓排布、陣列排布、或不規則圖形排布。

16.如權利要求14所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，相鄰柵極之間的間距相等。

17.如權利要求12所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，相鄰N型摻雜區之間不接觸。

18.如權利要求17所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，源極金屬層與相鄰N型摻雜區之間的P型外延層接觸。

19.如權利要求12所述的多柵VDMOS晶體管的形成方法，其特征在在于，所述柵極結構包括位于溝槽的側壁和底部表面的柵介質層以及位于柵介質層上填充滿溝槽的柵電極。