[發明專利]金屬氧化物半導體場效應晶體管及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110271209.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113054031A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 馬萬里
• 申請（專利權）人: 深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/16;H01L21/336;H01L23/48
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 陳春渠

1.一種金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，包括：

N型基體，所述N型基體的一側設有溝槽，所述N型基體內設有P-體區、P+區和N+區，所述P-體區包繞所溝槽，所述P+區自所述溝槽的槽底向所述P-體區延伸，所述N+區在所述溝槽內圍繞所述溝槽的側壁設置且露出所述P+區，所述N+區的材料是摻雜N型離子的碳化硅；

柵氧化層，所述柵氧化層設置在所述N型基體的設有所述溝槽的一側，并且露出所述溝槽；

多晶硅層，所述多晶硅層設置在所述柵氧化層上，所述多晶硅層、所述柵氧化層、所述P+區與所述N+區圍成接觸孔；以及

第一金屬層，所述第一金屬層設在所述多晶硅層上且向下延伸填充滿所述接觸孔。

2.如權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，還包括側墻結構，所述側墻結構在所述N+區的上方圍繞所述接觸孔的內側壁設置且露出所述P+區。

3.如權利要求2所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，所述側墻結構的寬度與所述N+區的寬度相同。

4.如權利要求1～3任一項所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，所述N型基體包括N型襯底和設置于N型襯底上的N型外延層，所述溝槽設置于所述N型外延層的遠離所述N型襯底的一側。

5.如權利要求1～3任一項所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，所述多晶硅層和所述第一金屬層之間還包括氮化硅層；和/或

所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管還包括第二金屬層，所述第二金屬層設置在所述N型基體的遠離所述溝槽的一側。

6.如權利要求1～3任一項所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管，其特征在于，所述溝槽的深度為0.1μm～3μm；和/或

所述柵氧化層的厚度為0.02μm～0.2μm；和/或

所述多晶硅層的厚度為0.3μm～1.5μm。

7.一種如權利要求1～6所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S210：在所述N型基體的一側依次形成柵氧化材料層和多晶硅材料層，去除預設溝槽位置上方的所述多晶硅材料層至暴露所述柵氧化材料層，形成所述多晶硅層；

步驟S211：根據預設溝槽位置在所述N型基體內摻入P型離子，形成包覆所述預設溝槽位置的P型摻雜區；

步驟S212：去除所述預設溝槽位置上方的所述柵氧化材料層以及預設溝槽位置處的摻雜有P型離子的基體材料，形成所述柵氧化層及所述溝槽；

步驟S213：在所述溝槽內填充所述N+區的材料形成N型材料層；

步驟S214：去除部分所述N型材料層形成所述N+區；

步驟S215：向所述溝槽下方的P型摻雜區內摻入P型離子，形成所述P+區及所述P-體區；

步驟S216：自所述多晶硅層向由所述多晶硅層、所述柵氧化層、所述P+區與所述N+區圍成的接觸孔內填充第一金屬，形成第一金屬層。