[發(fā)明專利]一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管

在審

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• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113013251A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中之半導(dǎo)體科技（東莞）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/06
• 代理公司: 東莞市永橋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44400
• 代理人: 姜華

本發(fā)明系提供一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管，包括襯底，襯底上層疊有n個溝道模塊，溝道模塊兩側(cè)分別設(shè)有源極層和漏極層，頂部的溝道模塊上設(shè)有第二功函數(shù)金屬層，第二功函數(shù)金屬層的兩側(cè)設(shè)有第二阻隔層，第二功函數(shù)金屬層包覆有第二柵極介電層，第二功函數(shù)金屬層上設(shè)有柵極金屬層，柵極金屬層的電阻小于第二功函數(shù)金屬層的電阻，柵極金屬層的頂部和兩側(cè)填充有間隔層；溝道模塊包括第一功函數(shù)金屬層、第一阻隔層和通道層，第一阻隔層設(shè)于第一功函數(shù)金屬層的兩側(cè)，通道層位于第一功函數(shù)金屬層和第一阻隔層的上方，第一功函數(shù)金屬層包覆有第一柵極介電層。本發(fā)明具有優(yōu)良的電特性，能夠有效降低MOSFET管的柵極電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及MOSFET管，具體公開了一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管。

背景技術(shù)

MOSFET管又稱金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，具有噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點。

MOSFET管的源極和漏極可以互換，柵壓也可正可負，靈活性好，MOSFET管在大規(guī)模集成電路中得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中，MOSFET管的柵極電阻較大，開啟電壓高，且內(nèi)部形成的驅(qū)動電流不穩(wěn)定，工作的損耗大。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管，具有優(yōu)良的電特性，能夠有效降低損耗，驅(qū)動電流的穩(wěn)定性高。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管，包括襯底，襯底上層疊有n個溝道模塊，n為大于1的整數(shù)，所有溝道模塊的高度之和為h，溝道模塊的相對兩側(cè)分別設(shè)有源極層和漏極層，源極層和漏極層的高度均為H，hH，頂部的溝道模塊上設(shè)有第二功函數(shù)金屬層，第二功函數(shù)金屬層的相對兩側(cè)均設(shè)有第二阻隔層，第二功函數(shù)金屬層的底部和兩側(cè)包覆有第二柵極介電層，第二功函數(shù)金屬層上設(shè)有柵極金屬層，柵極金屬層的電阻小于第二功函數(shù)金屬層的電阻，柵極金屬層的頂部和兩側(cè)填充有間隔層，源極層上設(shè)有源極金屬層，漏極層上設(shè)有漏極金屬層，間隔層、源極金屬層和漏極金屬層的頂面共面；

溝道模塊包括第一功函數(shù)金屬層、第一阻隔層和通道層，第一阻隔層設(shè)于第一功函數(shù)金屬層的相對兩側(cè)，通道層位于第一功函數(shù)金屬層和第一阻隔層的上方，第一功函數(shù)金屬層外表面包覆有第一柵極介電層。

進一步的，襯底為硅襯底。

進一步的，襯底上層疊有3個溝道模塊。

進一步的，第一功函數(shù)金屬層氮化鈦層，第一柵極介電層為氮氧化硅層，第一阻隔層為氮化硅層，通道層為納米硅通道。

進一步的，第二功函數(shù)金屬層為氮化鈦層，第二柵極介電層為氮氧化硅層，第二阻隔層為氮化硅層。

進一步的，源極層和漏極層均為摻雜了相同元素的硅層。

進一步的，第二功函數(shù)金屬層的長度與第一功函數(shù)金屬層的長度相等。

進一步的，第二功函數(shù)金屬層的厚度為D，D(H-h)。

進一步的，間隔層為氮化硅層。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明公開一種具有柵極填充結(jié)構(gòu)的MOSFET管，在柵極內(nèi)填充有疊層的溝道模塊，可以為源極和漏極之間的電子提供良好的流通環(huán)境，驅(qū)動電流的穩(wěn)定性高，具有優(yōu)良的電特性，此外，第二功函數(shù)金屬層的頂面設(shè)置有低電阻的柵極金屬層，能夠有效降低MOSFET管的柵極電阻，從而有效降低損耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：襯底10、溝道模塊20、第一功函數(shù)金屬層21、第一柵極介電層211、第一阻隔層22、通道層23、源極層31、漏極層32、第二功函數(shù)金屬層41、第二柵極介電層411、第二阻隔層42、柵極金屬層51、間隔層52、源極金屬層61、漏極金屬層62。

具體實施方式