[發(fā)明專利]溝槽柵功率MOSFET及制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910089924.6 | 申請日： | 2019-01-30 |
| 公開（公告）號： | CN109817720A | 公開（公告）日： | 2019-05-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 顏樹范 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司 |
| 主分類號： | H01L29/78 | 分類號： | H01L29/78;H01L29/423;H01L29/08;H01L21/336 |
| 代理公司： | 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211 | 代理人： | 郭四華 |
| 地址： | 201203 上海市浦東*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 溝槽柵 功率MOSFET 正面金屬層 單元結(jié)構(gòu) 多晶硅柵 接觸孔 體區(qū) 源區(qū) 源極 快速恢復(fù) 柵極溝槽 柵介質(zhì)層 并聯(lián) 漏區(qū) 嵌入 制造 恢復(fù) | ||
本發(fā)明公開了一種溝槽柵功率MOSFET，包括多個溝槽柵、體區(qū)、源區(qū)和位于背面的漏區(qū)，溝槽柵包括柵極溝槽，柵介質(zhì)層和多晶硅柵。溝槽柵功率MOSFET包括相并聯(lián)的多個MOSFET單元結(jié)構(gòu)和至少一個SBR單元結(jié)構(gòu)。MOSFET單元結(jié)構(gòu)的多晶硅柵的頂部通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的柵極，源區(qū)和所述體區(qū)的頂部通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極。SBR單元結(jié)構(gòu)的多晶硅柵、源區(qū)和體區(qū)的頂部通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極。本發(fā)明還公開了一種溝槽柵功率MOSFET的制造方法。本發(fā)明能嵌入SBR單元結(jié)構(gòu)，從而能提高器件的恢復(fù)速率，實現(xiàn)快速恢復(fù)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種溝槽柵功率MOSFET。本發(fā)明還涉及一種溝槽柵功率MOSFET的制造方法。
背景技術(shù)
如圖1所示，是現(xiàn)有溝槽柵功率MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有溝槽柵功率MOSFET包括多個溝槽柵。
所述溝槽柵包括柵極溝槽，柵介質(zhì)層102和多晶硅柵103，所述柵介質(zhì)層102形成于所述柵極溝槽的底部表面和側(cè)面，所述多晶硅柵103填充于所述溝槽柵中。
所述柵極溝槽形成于第一導(dǎo)電類型的第一外延層101中。
第二導(dǎo)電類型的體區(qū)104形成于第一外延層101中，所述多晶硅柵103的深度大于所述體區(qū)104的結(jié)深，被所述多晶硅柵103側(cè)面覆蓋所述體區(qū)104的表面用于形成溝道。
在所述體區(qū)104的頂部表面中形成有第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的源區(qū)105。
漏區(qū)110由形成于所述第一外延層101背面的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)組成。
由位于所述體區(qū)104和所述漏區(qū)110之間的所述第一外延層101組成漂移區(qū)。
溝槽柵功率MOSFET包括多個并聯(lián)的MOSFET單元結(jié)構(gòu)201。
所述MOSFET單元結(jié)構(gòu)201的所述多晶硅柵103的頂部通過接觸孔107連接到由正面金屬層109組成的柵極，所述源區(qū)105和所述體區(qū)104的頂部通過接觸孔107連接到由正面金屬層109組成的源極。
所述接觸孔107穿過層間膜106，所述正面金屬層109形成于所述層間膜106的表面。
所述漏區(qū)110的背面形成有由背面金屬層111組成的漏極。
通常，所述第一外延層101形成于半導(dǎo)體襯底表面。所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底，所述第一外延層101為硅外延層，所述柵介質(zhì)層102為柵氧化層。
各所述MOSFET單元結(jié)構(gòu)201的所述溝槽柵的所述柵極溝槽相連通且各所述MOSFET單元結(jié)構(gòu)201的所述溝槽柵的所述多晶硅柵103連接。
在所述源區(qū)105對應(yīng)的所述接觸孔107的底部形成有第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s的體引出區(qū)108，所述源區(qū)105對應(yīng)的所述接觸孔107通過所述體引出區(qū)108和所述體區(qū)104接觸。
所述半導(dǎo)體襯底具有第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s，所述漏區(qū)110由減薄后的所述半導(dǎo)體襯底直接組成；或者所述漏區(qū)110由在減薄后的所述半導(dǎo)體襯底中進(jìn)行背面注入形成。
當(dāng)所述溝槽柵功率MOSFET為N型器件時，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。在其他實施例中也能為：當(dāng)所述溝槽柵功率MOSFET為P型器件時，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
如圖2所示，是現(xiàn)有溝槽柵功率MOSFET的電路圖；源極用S表示，漏極用D表示，柵極用G表示，襯底電極即所述體區(qū)104頂部對應(yīng)的電極連接到源極S。
圖1所示的現(xiàn)有溝槽柵功率MOSFET反向恢復(fù)較慢，不能實現(xiàn)快恢復(fù)。
發(fā)明內(nèi)容
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
