[發明專利]一種溝槽型MOS晶體管、其制備方法和包含其的電子裝置

在審

• 申請號: 201810822227.2
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109065625A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 吳冬冬
• 申請（專利權）人: 七色堇電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 楊楠

本發明公開了一種溝槽型MOS晶體管，其制備在襯底上，該MOS晶體管的溝槽分為兩段：第一段溝槽和第二段溝槽，第一段溝槽內和第二段溝槽內分別填充第一柵極材料和第二柵極材料，第一柵極材料和第二柵極材料由柵極絕緣層實現物理上隔離，MOS晶體管的柵極金屬從第一柵極材料上引出。本發明實施例的結構，通過在溝槽底部埋入柵極材料，以此來降低柵極和源極之前的寄生電容。本發明還公開一種溝槽型MOS晶體管的制備方法和一種電子裝置。

技術領域

本發明涉及溝槽型MOS器件制備領域，特別是涉及一種小尺寸的溝槽型MOS器件的制備。

背景技術

溝槽型MOS器件在功率半導體器件領域，溝槽型金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)相比于平面型MOSFET，能夠明顯提高溝道密度，降低特征導通電阻，因此，溝槽型MOSFET已經被廣泛采用。

圖1為一種現有的MOSFET結構，其中1為終端區域，2為元胞區域，100為襯底，101為外延層，102為刻蝕阻擋層，103為多晶硅層，104為體區，105為阱區，107為隔離層，109為接觸金屬，110為第一布線層，111為第二布線層。在該結構中，MOSFET器件柵極和漏極間以及柵極和源極間寄生電容較大，導致MOSFET器件高頻開關性能較差，器件驅動損耗較大。特別是在高壓高頻的應用中，柵極和漏極間以及漏極和源極間寄生電容會造成較大的開關損耗。

發明內容

本發明的要解決的技術問題是為了改善MOS晶體管因為寄生電容的存在導致的損耗較大的問題，提供一種MOS開關結構。

本發明實施例提供了一種溝槽型MOS晶體管，其制備在襯底上，所述MOS晶體管的溝槽分為兩段：第一段溝槽和第二段溝槽，所述第一段溝槽內和第二段溝槽內分別填充第一柵極材料和第二柵極材料，所述第一柵極材料和所述第二柵極材料由柵極絕緣層實現物理上隔離，所述MOS晶體管的柵極金屬從所述第一柵極材料上引出。

本發明實施例的溝槽型MOS晶體管，采用兩端式溝槽的設置，使得該結構在溝槽底部在溝槽底部埋入一層柵極材料，以此來減少柵極與漏極間的寄生電容。

可選地，所述第一段溝槽的寬度大于所述第二段溝槽的寬度。這樣的結構能使制備工藝簡單,光刻層數較現有技術要減少。

可選地，所述第一段溝槽寬度為所述第二段溝槽寬度的3:1到5:1之間。

可選地，所述第二段溝槽深度不大于所述第一段溝槽深度。

可選地，所述柵氧絕緣層位于所述第一段溝槽內。

本發明還提供一種溝槽型MOS晶體管的制備方法的實施例，其包括：

提供一襯底，在所述襯底正面上生長一外延層，所述外延層上包括預定的終端區域和元胞區域；

在所述外延層上形成第一段溝槽和第二段溝槽，其中第一段溝槽和所述第二段溝槽連通，且在所述終端區域和所述元胞區域均有所述第一段溝槽和第二段溝槽；

在所述第一段溝槽和第二段溝槽內分別形成第一柵極材料和第二柵極材料，以及隔離所述第一柵極材料和第二柵極材料的柵氧絕緣層；

在所述外延層中形成體區、阱區；

在所述襯底正面形成源區金屬和柵極金屬，其中所述柵極金屬與所述第一柵極材料電連通；

在所述襯底背面形成漏極金屬。

由于柵極金屬從第一柵極材料上引出，第二柵極材料并沒有外接，這樣設計在溝槽底部埋入一層柵極材料，以此來減少柵極與漏極間的寄生電容，以此提高開關速度。