[實用新型]一種基于深槽工藝的高壓分離柵器件結構

有效

• 申請號: 201721121071.2
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN207425862U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 薛璐;白玉明;王穎菲;張海濤
• 申請（專利權）人: 無錫紫光微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;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

本實用新型提出一種基于深槽工藝的高壓分離柵器件結構，第一導電類型外延層位于第一導電類型襯底上且鄰接，第一導電類型外延層內設有溝槽，第一導電類型源區和第二導電類型第一阱區位于溝槽兩側且鄰接，且第一導電類型源區設于第二導電類型第一阱區內，且溝槽內填充有源極導電多晶硅和位于其上方的柵極導電多晶硅，源極導電多晶硅的外圈設有源極氧化層，柵極導電多晶硅的兩側設有柵氧化層，其特征在于，溝槽下方設有第二導電類型第二阱區，所述第二導電類型第二阱區設于第一導電類型外延層內；本實用新型通過在溝槽下方的第一導電類型外延層內設置第二導電類型阱區，能有效提高器件的耐高壓特性，適應范圍廣，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種分離柵MOSFET器件結構，尤其一種基于深槽工藝的高壓分離柵MOSFET器件結構，屬于MOSFET技術領域。

背景技術

金屬-氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管。目前，普通分離柵MOSFET結構為實現源極導電多晶硅（source poly）和柵極導電多晶硅（gatepoly）的隔離，使柵極導電多晶硅延伸到漂移區，并在柵極和底部的漏極中間通過接地的源區達到屏蔽的作用，這種器件結構可以獲得很低的柵漏電容Cgd（或者說是柵漏電荷Qgd），提高器件的工作速度，降低開關損耗，如圖1所示，為現有普通分離柵MOSFET器件的剖面結構示意圖；

但是對于分離柵MOS器件來說，器件的耐壓能力有限，限制了分離柵器件的適用范圍，因此，設計一款適用于高壓器件的分離柵器件是非常必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有分離柵MOSFET器件缺點的基礎上，提出一種基于深槽工藝的高壓分離柵MOSFET器件結構，通過在深溝槽下方的第一導電類型外延層內設置第二導電類型阱區，能有效提高器件的耐高壓特性，適應范圍廣，安全可靠。

為實現以上技術目的，本實用新型的技術方案是：一種基于深槽工藝的高壓分離柵MOSFET器件結構，包括元胞區和終端保護區，所述元胞區位于器件的中心區，所述終端保護區環繞在所述元胞區的周圍，所述元胞區由若干個MOSFET器件單元體并聯而成，所述MOSFET器件單元體包括半導體基板，所述半導體基板具有兩個相對應的主面，兩個主面包括第一主面以及與第一主面相對應的第二主面，第一主面與第二主面間包括第一導電類型外延層與第一導電類型襯底，所述第一導電類型襯底位于第一導電類型外延層的下方且鄰接，所述第一主面為第一導電類型外延層的上表面，所述第二主面為第一導電類型襯底的下表面，所述第一導電類型外延層表面設有第二導電類型第一阱區，所述第二導電類型第一阱區內設有若干個均勻分布的溝槽，所述溝槽從第二導電類型第一阱區的表面沿著第一主面指向第二主面的方向延伸到第一導電類型外延層內，且溝槽內填充有源極導電多晶硅和柵極導電多晶硅，所述柵極導電多晶硅位于源極導電多晶硅的上方，且所述源極導電多晶硅的外圈設有源極氧化層，所述柵極導電多晶硅的兩側設有柵氧化層，所述第二導電類型第一阱區內設有兩個第一導電類型源區，所述第一導電類型源區與溝槽鄰接，所述半導體基板的第一主面上設有絕緣介質層，所述絕緣介質層內設有接觸孔，所述絕緣介質層上設有源極金屬，所述源極金屬通過接觸孔與第二導電類型第一阱區及第一導電類型源區歐姆接觸，所述源極金屬與源極導電多晶硅電連接，其特征在于，所述溝槽下方設有第二導電類型第二阱區，所述第二導電類型第二阱區設于第一導電類型外延層內。

進一步地，所述第二導電類型第二阱區的深度為10~30μm，寬度為0.5~5μm。

進一步地，所述第二導電類型第二阱區是浮空的，不需要接金屬。

進一步地，所述源極金屬和柵極導電多晶硅之間通過絕緣介質層隔開，所述柵極導電多晶硅與柵極金屬電連接，所述柵極金屬設置在絕緣介質層上。