[發明專利]三維隔離型超結結構場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 202111547163.8
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114335140A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張子敏;王宇澄;虞國新;吳飛;鐘軍滿
• 申請（專利權）人: 無錫先瞳半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 陳惠珠;蘇維勤

1.一種三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底區(1)、漂移區(2)、基體區(3)、源區(4)、屏蔽柵(5)、控制柵(6)、溝槽絕緣層(7)、源極、漏極(8)、金屬柵極、P型超結柱(9)以及三維絕緣層(10)；

所述P型超結柱(9)以及所述漂移區(2)沿著第一方向設置在所述襯底區(1)上，所述三維絕緣層(10)設置在所述P型超結柱(9)及所述漂移區(2)之間，將所述P型超結柱(9)與所述漂移區(2)隔離；所述基體區(3)設置在所述漂移區(2)上方，使得所述基體區(3)的頂面與所述P型超結柱(9)的頂面平齊；

所述源區(4)包括相互平行設置的P型源區(41)和N型源區(42)；所述源區設置在所述基體區(3)與所述P型超結柱(9)上方；

所述控制柵(6)和所述屏蔽柵(5)由上至下依次設置在所述漂移區(2)的側方，并通過所述絕緣層(7)分別與所述漂移區(2)、所述基體區(3)、所述源區(4)和所述P型超結柱(9)相接；

所述源極設置在所述源區(4)上方；所述漏極(8)設置在所述襯底區(1)下方；所述金屬柵極設在所述控制柵(6)上方；

所述第一方向為所述控制柵(6)的長度方向。

2.根據權利要求1所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，

所述P型源區(41)設置于所述P型超結柱(9)的頂面，所述N型源區(42)設置于所述基體區(3)的頂面，使得所述P型源區(41)和所述N型源區(42)的排布方向與所述第一方向平行。

3.根據權利要求1所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，

所述屏蔽柵(5)的底面與所述襯底區(1)相接。

4.根據權利要求1所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，

所述屏蔽柵(5)的摻雜類型為P型摻雜。

5.根據權利要求1所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，

所述屏蔽柵(5)的摻雜濃度為中摻雜濃度。

6.根據權利要求1所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，其特征在于，

所述P型源區(41)和所述N型源區(42)的摻雜濃度均為重摻雜濃度；

所述襯底區(1)的摻雜類型為N型摻雜，且所述襯底區(1)的摻雜濃度為重摻雜濃度；

所述漂移區(2)的摻雜類型為N型摻雜，且所述漂移區(2)的摻雜濃度為中摻雜濃度；

所述基體區(3)的摻雜類型為P型摻雜，且所述基體區(3)的摻雜濃度為中摻雜濃度；

所述控制柵(6)的摻雜類型為P型摻雜或N型摻雜，且所述控制柵(6)的摻雜濃度為重摻雜濃度。

7.一種三維隔離型超結結構場效應晶體管的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1-6任一項所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管，包括：

以半導體材料制作襯底區；

在所述襯底區上外延形成漂移區；

在所述漂移區上以離子注入或擴散方式形成基體區；

在所述漂移區的兩側分別刻蝕出第一溝槽和第二溝槽；

在所述第一溝槽內沉積氧化物和多晶硅，形成溝槽絕緣層、屏蔽柵和控制柵；

在所述第二溝槽內依次沉積氧化物和P型摻雜半導體材料，形成三維絕緣層以及P型超結柱；

在所述基體區上摻雜形成源區；

在所述源區的上方制作源極；

在所述溝槽上方形成金屬柵極；

在所述襯底區的底部制作漏極。

8.根據權利要求7所述的三維隔離型超結結構場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述在所述第一溝槽內沉積氧化物和多晶硅，形成溝槽絕緣層、屏蔽柵和控制柵，包括：

在所述第一溝槽內依次沉積P型摻雜半導體材料、氧化物和多晶硅，形成所述溝槽絕緣層、所述屏蔽柵和所述控制柵。