[發明專利]高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管及其制作方法

有效

• 申請號: 201711434029.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108565286B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 段寶興;曹震;董自明;師通通;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，包括：

半導體材料的襯底；

在襯底上生長的外延層；

在所述外延層上形成的基區和漂移區；

在所述基區上臨近漂移區的一側形成的源區和溝道，在漂移區的另一側形成的漏區；

在基區中源區外側形成的溝道襯底接觸；

在源區和溝道襯底接觸表面短接形成的源電極；

對應于溝道形成的柵絕緣層以及柵電極；

在漏區上形成的漏電極；

其特征在于：

所述襯底為元素半導體材料，部分漏區刻蝕形成深溝槽，該深溝槽下端穿過漂移區深入到襯底上方的外延層，深溝槽內填充有高K介質，高K介質的深寬比根據器件耐壓等級確定，高K介質的上端經多晶硅接觸層與所述漏電極相接。

2.根據權利要求1所述的高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，其特征在于：高K介質的相對介電常數是100～2000。

3.根據權利要求1所述的高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，其特征在于：高K介質的深度是漂移區長度的1/4～2倍。

4.根據權利要求1所述的高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，其特征在于：器件耐壓為600V時，高K介質的深寬比為5/1-40/1。

5.根據權利要求1所述的高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，其特征在于：元素半導體材料的襯底摻雜濃度為1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

6.根據權利要求1所述的高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管，其特征在于：所述元素半導體材料為硅或鍺。

7.一種制作權利要求1所述高K介質溝槽橫向雙擴散金屬氧化物元素半導體場效應管的方法，包括以下步驟：

1)選取元素半導體材料作為襯底；

2)在襯底上生長外延層；

3)在外延層上通過離子注入或熱擴散工藝形成基區和漂移區；

4)在基區和漂移區上通過場氧氧化工藝形成有源區；

5)有源區上生長柵氧化層并淀積多晶硅，再刻蝕多晶硅形成柵電極；

6)通過離子注入在基區臨近漂移區的一側形成源區和溝道，同時在漂移區的另一側形成漏區；

7)在基區中源區外側離子注入形成溝道襯底接觸；

8)在部分漏區通過刻蝕形成深溝槽，然后淀積高K介質材料；

9)深溝槽內完全填充高K介質后，在表面淀積多晶硅，與高K介質形成接觸；

10)在器件表面淀積鈍化層，然后刻蝕接觸孔；

11)在器件上表面淀積金屬；

12)在源區和溝道襯底接觸上方通過接觸孔短接形成源極；

13)在漏區上方通過接觸孔形成漏電極。