[發明專利]金屬氧化物半導體場效晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 202010044859.8
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113130652A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 徐信佑;陳涌昌;王振煌
• 申請（專利權）人: 全宇昕科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 張羽;劉國偉

1.一種金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物半導體場效晶體管包括：

一基材結構，其包含：

一基底層；及

一磊晶層，其形成于所述基底層上，并且所述磊晶層具有自所述磊晶層的相反于所述基底層的一側表面凹設、且彼此間隔地排列的多個溝槽；其中，每個所述溝槽的一溝槽深度為X1微米，并且X1為大于零的實數；

多個摻雜區域，其分別形成于多個所述溝槽的底部、且朝著所述磊晶層的部分擴散；

多個溝槽氧化層，其分別形成于多個所述溝槽的內壁上，多個所述溝槽氧化層的底部分別抵接于多個所述摻雜區域，并且每個所述溝槽氧化層包圍地形成有一凹槽；其中，每個所述溝槽氧化層的一氧化層厚度為X2微米，并且X2為大于零的實數；其中，在每個所述溝槽及其所對應的溝槽氧化層中，X1與X2符合以下關系式：0.05X1≤X2≤0.25X1；

多個半導體層結構，其分別形成且填充于多個所述凹槽中，以分別與多個所述溝槽氧化層共同形成為多個溝渠式結構；

一介電質層結構，其形成且覆蓋于多個所述半導體層結構上、且位于所述磊晶層的上方；以及

一金屬結構，其形成于所述介電質層結構的相反于所述基底層的一側表面上，并且所述金屬結構電性連接于多個所述溝渠式結構中的至少其中一個所述溝渠式結構；

其中，所述金屬氧化物半導體場效晶體管適用于通入介于50伏特至800伏特之間的一工作電壓。

2.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，在每個所述溝槽及其所對應的溝槽氧化層中，所述溝槽的所述溝槽深度X1是介于4微米至7微米之間，所述溝槽氧化層的所述氧化層厚度X2是介于0.5微米至0.9微米之間，并且X1與X2符合以下關系式：0.071X1≤X2≤0.225X1。

3.根據權利要求2所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物半導體場效晶體管適用于通入的所述工作電壓不小于75伏特、且不大于275伏特。

4.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，在每個所述溝槽及其所對應的溝槽氧化層中，所述溝槽的所述溝槽深度X1是介于7微米至16微米之間，所述溝槽氧化層的所述氧化層厚度X2是介于1.2微米至1.5微米之間，并且X1與X2符合以下關系式：0.075X1≤X2≤0.22X1。

5.根據權利要求4所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物半導體場效晶體管適用于通入的所述工作電壓不小于275伏特、且不大于800伏特。

6.根據權利要求1至5任一項所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，所述磊晶層進一步包含有一第一磊晶層及一第二磊晶層，所述第一磊晶層形成于所述基底層上，且所述第二磊晶層形成于所述第一磊晶層上，以使得所述第一磊晶層位于所述基底層及所述第二磊晶層之間；其中，所述第一磊晶層與所述第二磊晶層之間形成有一交界面，并且所述交界面是大致位于多個所述溝槽的底部、且延伸地連接于多個所述摻雜區域之間；其中，多個所述溝槽是自所述第二磊晶層的相反于所述第一磊晶層的一側表面凹設、且位于所述第二磊晶層內。

7.根據權利要求6所述的金屬氧化物半導體場效晶體管，其特征在于，所述基底層的導電型態相同于所述第一磊晶層的導電型態、也相同于所述第二磊晶層的導電型態；其中，所述基底層的摻雜濃度高于所述第一磊晶層的摻雜濃度、也高于所述第二磊晶層的摻雜濃度，并且所述第一磊晶層的所述摻雜濃度不同于所述第二磊晶層的所述摻雜濃度。