[發明專利]金屬氧化物半導體場效應管及其制造方法

在審

• 申請號: 201510749803.1
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105428316A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張瞾;康劍;任煒強;李杰
• 申請（專利權）人: 深圳深愛半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種金屬氧化物半導體場效應管，包括由多個相同的單原胞組成的單胞陣列，單原胞包括第一導電類型的襯底、襯底上的第二導電類型阱區、阱區內的第一導電類型摻雜區以及襯底上的分裂柵極，分裂柵極包括襯底上的柵氧化層，柵氧化層上相互分離的第一多和第二多晶硅柵，填充于第一和第二多晶硅柵之間并將其覆蓋、將其間隙填充的填充氧化層，以及覆蓋第一、第二多晶硅柵及填充氧化層的隔離介質氧化層。本發明還涉及一種金屬氧化物半導體場效應管的制造方法。本發明可以降低柵極電荷Qg，以及降低源漏寄生電容Cds的動態值。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種金屬氧化物半導體場效應管，還涉及一種金屬氧化物半導體場效應管的制造方法。

背景技術

傳統的平面型金屬氧化物半導體(MOS)場效應管寄生電容與柵極電荷偏大，導致開關速度慢、功率損耗高、溫升高、應用頻率偏低等問題，電路應用效果較差。主要表現在電路開關頻率較高時MOS場效應管器件溫升較高，且電路應用頻率一旦達到100KHz～300KHz之間，平面型MOS場效應管對頻率最直接的體現是溫度快速升高至85℃～115℃間，如MOS場效應管長期在這樣的頻率下高壓大電流工作，極易出現不可逆性損壞，最終結果就是電路故障而使電器失效，甚至發生財產或生命事故！

MOS場效應管的寄生電容C和柵極電荷Qg仍是溫升高的主要因素。

發明內容

基于此，有必要提供一種能夠降低寄生電容的金屬氧化物半導體場效應管。

一種金屬氧化物半導體場效應管，包括由多個相同的單原胞組成的單胞陣列，所述單原胞包括第一導電類型的襯底、所述襯底上的第二導電類型阱區、所述阱區內的第一導電類型摻雜區以及所述襯底上的分裂柵極，所述分裂柵極從一第一導電類型摻雜區延伸至相鄰的另一第一導電類型摻雜區上，所述分裂柵極包括襯底上的柵氧化層，所述柵氧化層上相互分離的第一多晶硅柵和第二多晶硅柵，填充于第一多晶硅柵和第二多晶硅柵之間并部分覆蓋第一和第二多晶硅柵、將第一和第二多晶硅柵間的間隙填充的填充氧化層，以及覆蓋所述第一多晶硅柵、第二多晶硅柵及填充氧化層的隔離介質氧化層；所述第一和第二導電類型為相反的導電類型。

在其中一個實施例中，所述單原胞還包括：設于所述襯底上的第一導電類型的外延層；所述阱區設于所述外延層內，所述柵氧化層設于所述外延層上；金屬層，覆蓋所述隔離介質氧化層、并與所述分裂柵極兩側的第一導電類型摻雜區和阱區電性連接。

在其中一個實施例中，所述第一多晶硅柵和第二多晶硅柵的寬度均為1.5微米～5.5微米，高度均為0.4微米～1.2微米。

在其中一個實施例中，所述填充氧化層的厚度為1微米～2.5微米，所述柵氧化層的厚度為900埃～1500埃，所述隔離介質氧化層的厚度為2.5微米～3微米。

在其中一個實施例中，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

在其中一個實施例中，所述金屬氧化物半導體場效應管是功率平面型金屬氧化物半導體場效應管。

還有必要提供一種金屬氧化物半導體場效應管的制造方法。