[實用新型]一種雙多晶硅功率MOS管

有效

• 申請號: 201420496425.1
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN204102906U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 關仕漢;李勇昌;彭順剛;王常毅;鄒鋒;梁毅
• 申請（專利權）人: 桂林斯壯微電子有限責任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，具體涉及一種雙多晶硅功率MOS管。?

背景技術

功率MOS管在反壓較高時，由外延層承擔反壓，外延層的電阻率較大，厚度較厚，導致外延層電阻占整體導通電阻的比例最大，因此，改善外延層電阻的效果最明顯。比較流行的方法是采用如圖1所示類似超級結Super?Junction的三維3D結構。?

類似Super?Junction的3D結構從兩個方面減小外延層電阻。一方面，空間電荷區從單一的垂直方向空乏改變為垂直與水平兩個方向空乏，縮小空乏的距離；另一方面，在保證MOS管截止時空間電荷區多數載流子能耗盡的情況下，盡量提高外延層載流子濃度，則MOS管導通時外延層的電阻率就盡量小了。這樣在耐壓不變的情況下外延層電阻或整體導通電阻就變小了，功率MOS管工作時發熱就少了。然而，目前Super?Junction和3D結構都存在一定的技術難度，其核心技術都掌握在國外品牌廠家和國內少數代工企業手里。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙多晶硅功率MOS管，其能夠在滿足MOS器件功能的前提下，達到減小極與極間的電容的目的，從而提高了MOS管的開關速度。?

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：?

一種雙多晶硅功率MOS管，主要由N+襯底、N型外延層、厚氧化層、源極多晶硅、柵極氧化層、柵極多晶硅、體區P、源區N+、硼磷硅玻璃、P+區、鎢塞、源極和漏極組成；其中N型外延層位于N+襯底的正上方；N型外延層的中部開設有縱向延伸的深溝槽，厚氧化層覆于深溝槽的槽壁上；在覆有厚氧化層的深溝槽的槽中填充源極多晶硅；在源極多晶硅和N型外延層之間的厚氧化層內開設有縱向延伸的柵極溝槽，該柵極溝槽在靠近源極多晶硅的一側留存有一定厚度的厚氧化層，柵極溝槽在靠近N型外延層的一側則挖到N型外延層處；柵極溝槽內填充有柵極多晶硅；柵極氧化層位于柵極溝槽的外側，并呈縱向延伸；體區P位于柵極氧化層的外側；源區N+位于柵極氧化層的外側，并處于體區P的正上方；源區N+的外側設有鎢塞；P+區位于鎢塞的底部，并處于體區P的上部；硼磷硅玻璃覆蓋在源區N+、厚氧化層、源極多晶硅、柵極氧化層和柵極多晶硅的上方；源極位于鎢塞和硼磷硅玻璃的正上?方；漏極位于N+襯底的正下方。?

與現有技術相比，本實用新型利用雙POLY結構，即源極多晶硅(Source?Poly)和柵極多晶硅(Gate?Poly)利用不同厚度的氧化層，在滿足MOS器件功能的前提下，達到減小極與極間的電容的目的，大幅減小柵極(Gate)和漏極(Drain)之間以及柵極(Gate)和源極(Source)的電容，從而大幅減少柵極(Gate)開關時的充電時間(柵極電荷密度Qg可以大幅降低)，提高了MOS管的開關速度，并利用深槽類3D結構，降低外延厚度對內阻(Ron)的影響，實現低內阻(Low?Ron)。?

附圖說明

圖1為現有超級結的三維結構示意圖。?

圖2為一種雙POLY功率MOS管示意圖。?

具體實施方式

一種雙多晶硅功率MOS管，如圖2所示，其主要由N+襯底、N型外延層、厚氧化層、源極多晶硅、柵極氧化層、柵極多晶硅、體區P、源區N+、硼磷硅玻璃、P+區、鎢塞、源極和漏極組成。其中N型外延層位于N+襯底的正上方。N型外延層的中部開設有縱向延伸的深溝槽，厚氧化層覆于深溝槽的槽壁上。在覆有厚氧化層的深溝槽的槽中填充源極多晶硅。在源極多晶硅和N型外延層之間的厚氧化層內開設有縱向延伸的柵極溝槽，該柵極溝槽在靠近源極多晶硅的一側留存有一定厚度的厚氧化層，柵極溝槽在靠近N型外延層的一側則挖到N型外延層處。柵極溝槽內填充有柵極多晶硅。柵極氧化層位于柵極溝槽的外側，并呈縱向延伸。體區P位于柵極氧化層的外側。源區N+位于柵極氧化層的外側，并處于體區P的正上方。源區N+的外側設有鎢塞。P+區位于鎢塞的底部，并處于體區P的上部。硼磷硅玻璃覆蓋在源區N+、厚氧化層、源極多晶硅、柵極氧化層和柵極多晶硅的上方。源極位于鎢塞和硼磷硅玻璃的正上方。漏極位于N+襯底的正下方。?

上述雙多晶硅(POLY)功率MOS管的其制備方法，包括如下步驟：?

步驟1，在晶體的N+襯底的上方生長N型外延層。?

步驟2，在晶體的N型外延層內制作出深溝槽，并在深溝槽的槽壁上生長厚度較厚的厚氧化層。?

步驟2.1，在晶體的表面光刻溝槽圖形。?

步驟2.2，在晶體的中部蝕刻出深溝槽。?

步驟2.3，在深溝槽的壁上生長厚度較厚的厚氧化層。?