[實用新型]一種具有漸變氧化層的屏蔽柵MOS結構

有效

• 申請號: 201721437323.2
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN207474468U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 錢振華;吳宗憲;王宇澄
• 申請（專利權）人: 蘇州鳳凰芯電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/78
• 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具有漸變氧化層的屏蔽柵MOS結構，其特征在于，在所述第一導電類型外延層的溝槽分為上下兩部分，上部分包括柵極導電多晶硅和位于柵極導電多晶硅兩側的柵氧化層，下部分包括漸變氧化層及漸變氧化層包裹的屏蔽柵；本實用新型提出的屏蔽柵MOS結構，屏蔽柵兩側的氧化層的結構采用漸變氧化層，可提高器件耐壓，降低導通電阻，同時可降低器件的寄生電容，優化器件的開關特性，同時可減小芯片面積，節約成本。

技術領域

本實用新型涉及一種MOSFET器件結構，尤其一種具有漸變氧化層的屏蔽柵MOS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。

如圖1所示，為傳統Trench MOSFET器件結構，如圖2所示，為傳統的屏蔽柵MOS結構，兩種結構的耐壓能力是表征器件性能的關鍵參數，也一直都是人們關注的重點，且傳統的屏蔽柵MOS結構的屏蔽柵兩側為厚氧化層15，且厚氧化層中的氧化層厚度上下均一致，這樣使得漂移區存在兩個電場峰值，一個是在P型體區9和N型外延層2交界處，另一個是在溝槽4的底部，中間部分的電場會較低，這樣兩個兩個電場峰值處在器件耐壓時極易發生擊穿，影響器件的耐壓能力。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有屏蔽柵MOSFET器件缺點的基礎上，提出一種性能優良的屏蔽柵MOSFET器件結構及其制作方法，該結構屏蔽柵采用倒梯形結構，且屏蔽柵兩側采用漸變氧化層，這樣不僅能提高器件的耐壓能力，且能降低器件的導通電阻，同時降低器件的寄生電容，優化器件的開關特性。

為實現以上技術目的，本實用新型的技術方案是：一種具有漸變氧化層的屏蔽柵MOS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，其特征在于：所述MOSFET器件單元體包括半導體基板，所述半導體基板包括第一導電類型重摻雜襯底及位于第一導電類型重摻雜襯底上的第一導電類型外延層，所述第一導電類型外延層的上表面為半導體基板的第一主面，第一導電類型重摻雜襯底的下表面為半導體基板的第二主面，在第一導電類型外延層內沿著第一主面指向第二主面的方向設有溝槽，所述溝槽兩側均設有第二導電類型體區，所述第二導電類型體區設于第一導電類型外延層內，且內部設有第一導電類型源極區，所述第一導電類型源極區位于溝槽左右兩側且鄰接，在所述溝槽和第一導電類型源極區上方設有絕緣介質層，所述絕緣介質層兩側設有源極接觸孔，所述源極接觸孔內填充有金屬，形成源極金屬，所述源極金屬穿過源極接觸孔與第二導電類型體區接觸，且與第一導電類型源極區歐姆接觸，其特征在于，所述溝槽分為上下兩部分，上部分包括柵極導電多晶硅和位于柵極導電多晶硅兩側的柵氧化層，下部分包括漸變氧化層及漸變氧化層包裹的屏蔽柵。

進一步地，所述屏蔽柵的形狀為倒梯形，所述倒梯形的側壁與底部的夾角為80°~90°，所述屏蔽柵的深度為3~7um。

進一步地，漸變氧化層中的氧化層最薄處為1000A~5000A，最厚處為6000A~10000A。

進一步地，所述柵極導電多晶硅和屏蔽柵間氧化層的厚度為2000A~4000A。

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。

進一步地，所述溝槽的深度為4~ 8um。

進一步地，對于N型MOS器件，所述第一導電類型為N型導電，所述第二導電類型為P型導電；對于P型MOS器件，所述第一導電類型為P型導電，所述第二導電類型為N型導電。

為了進一步實現以上技術目的，本實用新型還提出一種具有漸變氧化層的屏蔽柵MOS結構的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：