[實用新型]屏蔽柵極場效應晶體管

有效

• 申請號: 201821355188.1
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN208767305U
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: P·A·布爾克;D·E·普羅布斯特;S·J·霍賽
• 申請（專利權）人: 半導體組件工業公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本實用新型涉及屏蔽柵極場效應晶體管。根據本申請的一個方面，提供了屏蔽柵極場效應晶體管，其特征在于包括：溝槽，所述溝槽形成在襯底內；屏蔽氧化物材料，所述屏蔽氧化物材料形成在所述溝槽內；屏蔽電極材料，所述屏蔽電極材料沉積在所述屏蔽氧化物材料上，之后所述屏蔽氧化物材料在所述屏蔽電極上方凹進以加寬所述溝槽的上部部分，所述屏蔽電極材料凹進在所述屏蔽氧化物材料內以形成凹部；多晶硅層間氧化物材料，所述多晶硅層間氧化物材料沉積在所述屏蔽電極材料上，填充所述凹部；和柵極電極，所述柵極電極形成在所述多晶硅層間氧化物材料上方。

技術領域

本公開整體涉及集成電路電子器件，并且更具體地涉及屏蔽柵極場效應晶體管的結構。

背景技術

金屬氧化物半導體場效應晶體管(“MOSFET”)是常見類型的功率開關器件。MOSFET器件包括源極區、漏極區、在源極區和漏極區之間延伸的溝道區，以及鄰近溝道區提供的柵極結構。柵極結構包括鄰近溝道區設置并且通過介電層與溝道區分離的導電柵極電極層。當MOSFET器件處于導通狀態時，將電壓施加到柵極結構以在源極區和漏極區之間形成導電溝道區，該導電溝道區允許電流流過該器件。在關斷狀態中，施加到柵極結構的任何電壓都足夠低以使得導電溝道不形成，并且因此電流流動不發生。在關斷狀態中，器件可支持源極區和漏極區之間的高電壓。

屏蔽柵極MOSFET提供在某些應用中優于常規MOSFET的若干優點，因為屏蔽柵極MOSFET表現出減小的柵極-漏極電容Cgd、減小的導通電阻Rds(on)和增大的擊穿電壓。對于常規MOSFET而言，在溝道中布置許多溝槽雖然會減小導通電阻，但會增大總柵極-漏極電容。屏蔽柵極MOSFET通過以下方式解決該問題：將柵極屏蔽在電場之外，從而基本上減小柵極-漏極電容。屏蔽柵極MOSFET結構還提供對于器件擊穿電壓而言更高的少數載流子濃度，并因此提供更低的導通電阻。

屏蔽柵極MOSFET的這些改善的性能特征使它們優選用于某些應用。然而，屏蔽柵極MOSFET的生產需要比常規MOSFET更多的工藝，從而增加了成本并降低了可靠性。

實用新型內容

為了解決以更少工藝步驟形成屏蔽柵極MOSFET的技術問題，本文公開了具有厚多晶硅層間氧化物的屏蔽柵極場效應晶體管的結構。

根據本申請的一個方面，提供了屏蔽柵極場效應晶體管，其特征在于包括：溝槽，該溝槽形成在襯底內；屏蔽氧化物材料，該屏蔽氧化物材料形成在溝槽內；屏蔽電極材料，該屏蔽電極材料沉積在屏蔽氧化物材料上，之后屏蔽氧化物材料在屏蔽電極上方凹進以加寬溝槽的上部部分，該屏蔽電極材料凹進在屏蔽氧化物材料內以形成凹部；多晶硅層間氧化物材料，該多晶硅層間氧化物材料沉積在屏蔽電極材料上，填充凹部；和柵極電極，該柵極電極形成在多晶硅層間氧化物材料上方。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料以凹部的至少一半寬度的厚度沉積。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料以800埃與3,000埃之間的厚度沉積。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料從溝槽的側壁上的屏蔽氧化物材料蝕刻。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于屏蔽氧化物材料從填充的凹部上方的側壁蝕刻。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料包括旋涂玻璃。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料被摻雜以增加蝕刻速率和蝕刻選擇性。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料摻雜有硼。

在一個實施方案中，屏蔽柵極場效應晶體管的特征在于多晶硅層間氧化物材料的厚度是柵極電極的厚度的至少三倍。

附圖說明