[發明專利]電荷耦合功率MOSFET器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710257868.3
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106920848B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬;劉晶晶
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

1.一種電荷耦合功率MOSFET器件，在所述MOSFET器件俯視平面上，包括位于半導體基板的有源區、柵極引出區和終端保護區，所述終端保護區位于有源區和柵極引出區的外圈；在所述MOSFET器件的截面上，半導體基板具有相對應的第一主面與第二主面，所述第一主面與第二主面間包括第一導電類型襯底及鄰接所述第一導電類型襯底的第一導電類型外延層，第一導電類型外延層內的上部設有第二導電類型摻雜層；其特征是：

在所述MOSFET器件俯視平面上，所述柵極引出區內包括若干規則排布且相互平行設置的第一溝槽，所述有源區內包括若干規則排布且相互平行設置的第一溝槽，所述終端保護區內包括若干規則排布且相互平行設置的第二溝槽；在所述MOSFET器件的截面上，所述第一溝槽和第二溝槽設置于第一導電類型外延層的上部，所述第一溝槽位于柵極引出區和有源區，所述第二溝槽位于終端保護區；

在所述柵極引出區，第一溝槽內壁表面生長第一絕緣氧化層和第三絕緣氧化層，所述第一絕緣氧化層生長于第一溝槽側壁的上部，第三絕緣氧化層生長于第一溝槽的下部并覆蓋第一溝槽側壁的下部及底部，第一絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第一溝槽內淀積有第一導電多晶硅和第二導電多晶硅，所述第一導電多晶硅與第二導電多晶硅均由第一溝槽的上部向下延伸，且第一導電多晶硅在第一溝槽內延伸的距離大于第二導電多晶硅延伸的距離；第一導電多晶硅位于第一溝槽的中心區，第二導電多晶硅位于第一導電多晶硅的兩側，第一導電多晶硅與第二導電多晶硅間通過第二絕緣氧化層隔離，所述第二絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第二導電多晶硅與第一溝槽內壁通過第一絕緣氧化層隔離；所述柵極引出區的第一主面上方由絕緣介質層覆蓋，第二導電多晶硅的上方設有第三接觸孔，所述第三接觸孔內填充第三接觸孔填充金屬，所述第三接觸孔填充金屬與第二導電多晶硅歐姆接觸；柵極引出區上方設有柵極金屬，所述柵極金屬覆蓋于絕緣介質層及第三接觸孔填充金屬上，柵極金屬與第三接觸孔填充金屬電性相連；

在所述終端保護區，第二溝槽內壁表面生長第一絕緣氧化層和第三絕緣氧化層，所述第一絕緣氧化層生長于第二溝槽側壁的上部，第三絕緣氧化層生長于第二溝槽的下部并覆蓋第二溝槽側壁的下部及底部，第一絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第二溝槽內淀積有第三導電多晶硅和第四導電多晶硅，所述第三導電多晶硅與第四導電多晶硅均由第二溝槽的上部向下延伸，且第三導電多晶硅在第二溝槽內延伸的距離大于第四導電多晶硅延伸的距離；第三導電多晶硅位于第二溝槽的中心區，第四導電多晶硅位于第三導電多晶硅的兩側，第三導電多晶硅與第四導電多晶硅間通過第二絕緣氧化層隔離，所述第二絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第四導電多晶硅與第二溝槽內壁通過第一絕緣氧化層隔離；所述終端保護區的第一主面上方由絕緣介質層覆蓋；所述第三導電多晶硅的上方設有第四接觸孔，所述第四接觸孔內填充第四接觸孔填充金屬，所述第四接觸孔填充金屬與第三導電多晶硅歐姆接觸；終端保護區上方設有源極金屬，所述源極金屬覆蓋于絕緣介質層之上；源極金屬與第四接觸孔填充金屬電性相連；

在所述有源區，第一溝槽內壁表面生長第一絕緣氧化層和第三絕緣氧化層，所述第一絕緣氧化層生長于第一溝槽側壁的上部，第三絕緣氧化層生長于第一溝槽的下部并覆蓋第一溝槽側壁的下部及底部，第一絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第一溝槽內淀積有第一導電多晶硅和第二導電多晶硅，所述第一導電多晶硅與第二導電多晶硅均由第一溝槽的上部向下延伸，且第一導電多晶硅在第一溝槽內延伸的距離大于第二導電多晶硅延伸的距離；第一導電多晶硅位于第一溝槽的中心區，第二導電多晶硅位于第一導電多晶硅的兩側，第一導電多晶硅與第二導電多晶硅間通過第二絕緣氧化層隔離，所述第二絕緣氧化層與第三絕緣氧化層上下連接；第二導電多晶硅與第一溝槽內壁通過第一絕緣氧化層隔離；所述有源區的第一主面上方由絕緣介質層覆蓋，第一導電多晶硅的上方設有第二接觸孔，所述第二接觸孔內填充第二接觸孔填充金屬，所述第二接觸孔填充金屬與第一導電多晶硅歐姆接觸；相鄰的第一溝槽間相對應的外壁上方均設有第一導電類型摻雜區，所述第一導電類型摻雜區的結深小于所述第二導電類型摻雜層的結深；相鄰第一溝槽之間設有第一接觸孔，所述第一接觸孔內填充有第一接觸孔填充金屬，所述第一接觸孔填充金屬與第一導電類型摻雜區和第二導電類型摻雜層歐姆接觸；所述第一溝槽和鄰近第二溝槽之間設有第五接觸孔，所述第五接觸孔內填充有第五接觸孔填充金屬，所述第五接觸孔填充金屬與所述第二導電類型摻雜層歐姆接觸；有源區上方設有源極金屬，所述源極金屬覆蓋于絕緣介質層、第一接觸孔填充金屬、第二接觸孔填充金屬、第四接觸孔填充金屬及第五接觸孔填充金屬之上，源極金屬與第一接觸孔填充金屬、第二接觸孔填充金屬、第四接觸孔填充金屬及第五接觸孔填充金屬電性相連；

所述柵極金屬與源極金屬相互隔離。