[發明專利]一種溝槽型功率MOSFET及其制備方法

有效

• 申請號: 201710891945.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107658341B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 黃平
• 申請（專利權）人: 上海朕芯微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 陳駿鍵

1.一種溝槽型功率MOSFET，包括由下至上依次設置的N+襯底、N-外延層、P-body注入層以及P+注入層，其特征在于，在所述P-body注入層上刻蝕出若干間隔分布且穿過所述P+注入層的淺槽，每一淺槽的底部設置有一N+源極層，在所述N-外延層上位于每一淺槽的中間位置刻蝕出一由上至下依次穿過N+源極層、P-body注入層的柵極溝槽，每一柵極溝槽的底面以及四周側面上設置有一層柵氧層，每一柵極溝槽內填充有原位摻雜多晶硅，填充在所述柵極溝槽內的原位摻雜多晶硅的頂面與所述N+源極層的上表面平齊，且在所述原位摻雜多晶硅的頂面上附著一層二氧化硅層；在所述P+注入層上淀積一層金屬層，所述金屬層將每一淺槽填充并將所述N+源極層和P+注入層連接起來；所述金屬層為金屬鋁層；

用于制備所述的溝槽型功率MOSFET的制備方法，包括以下步驟：

(1)準備N+襯底，并在所述N+襯底的上表面外延一N-外延層；

(2)在所述N-外延層的上表面上注入P-body離子，形成P-body注入層，在所述P-body注入層的上表面上注入P+離子，形成P+注入層；

(3)在所述P+注入層的上表面淀積一層Si₃N₄介質層；

(4)在所述Si₃N₄介質層的上表面上間隔粘貼有若干光刻膠；

(5)對所述P+注入層位于相鄰的兩個光刻膠之間的位置進行刻蝕，刻蝕至所述P-body層內，形成若干淺槽，所述淺槽的深度小于所述Si₃N₄介質層、P+注入層以及P-body注入層的厚度之和；

(6)在每一淺槽的底部注入N+離子，在所述淺槽的底部形成一N+源極層，并將粘貼在所述Si₃N₄介質層上的光刻膠去掉；

(7)在每一淺槽內位于所述N+源極層上淀積一層Si₃N₄層，并對所述Si₃N₄層的中心部分進行刻蝕，刻蝕至所述N+源極層的上表面，使得刻蝕后的Si₃N₄層形成柵極溝槽刻蝕窗口；

(8)利用所述柵極溝槽刻蝕窗口對位于每一淺槽內的N+源極層進行刻蝕，刻蝕至N-外延層內，形成若干柵極溝槽；

(9)對每一柵極溝槽進行氧化，使得所述柵極溝槽的底面和四周側面上形成有一層柵氧層，并在所述P+注入層的上表面以及每一柵極溝槽內淀積原位摻雜多晶硅；

(10)對位于所述P+注入層的上表面及位于所述柵極溝槽刻蝕窗口內的原位摻雜多晶硅刻蝕掉，使得剩下的原位摻雜多晶硅的頂面與所述N+源極層的上表面平齊；

(11)在所述剩下的原位摻雜多晶硅的頂面上淀積一層二氧化硅層；

(12)去掉所述P+注入層上的Si₃N₄介質層和每一淺槽內的Si₃N₄層；

(13)在所述P+注入層上淀積一層金屬層，所述金屬層將每一淺槽填充并將所述N+源極層和P+注入層連接起來。