[發(fā)明專利]一種低損耗MOSFET器件及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210830084.6
• 申請(qǐng)日: 2022-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN115188801A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱袁正;楊卓;黃薛佺;張?jiān)饰?/a>;陸揚(yáng)揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫新潔能股份有限公司;國硅集成電路技術(shù)(無錫)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種低損耗功率MOSFET器件，包括襯底金屬，在所述襯底金屬上設(shè)有第一導(dǎo)電類型襯底，在所述第一導(dǎo)電類型襯底上設(shè)有第一導(dǎo)電類型外延層，在所述第一導(dǎo)電類型外延層中設(shè)有縱向溝槽，所述縱向溝槽內(nèi)還設(shè)有由多晶硅材質(zhì)組成的第一柵極和第二柵極，所述第一柵極位于縱向溝槽上部，所述第二柵極位于縱向溝槽下部，所述第一導(dǎo)電類型外延層表面還設(shè)有第二導(dǎo)電類型體區(qū)；

其特征在于，在所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)下方還設(shè)有第二導(dǎo)電類型埋層，在所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)表面還設(shè)有重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型源極和第二導(dǎo)電類型源極，所述重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型源極一側(cè)與所述縱向溝槽相接，所述重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型源極另一側(cè)與所述重?fù)诫s的第二導(dǎo)電類型源極相接，在縱向溝槽水平延伸的方向上，在所述第一導(dǎo)電類型外延層表面還設(shè)有第一導(dǎo)電類型漏極，所述第一導(dǎo)電類型漏極與所述縱向溝槽相接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型外延層和縱向溝槽表面還設(shè)有絕緣介質(zhì)，所述絕緣介質(zhì)表面還設(shè)有源極金屬和漏極金屬。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，所述源極金屬穿過絕緣介質(zhì)和重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型源極和第二導(dǎo)電類型源極相連，所述漏極金屬穿過絕緣介質(zhì)和重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型漏極相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，所述第一柵極和第二柵極之間有二氧化硅隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，所述縱向溝槽由二氧化硅絕緣材質(zhì)組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型埋層濃度高于所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種低損耗功率MOSFET器件，其特征在于，對(duì)于N型功率半導(dǎo)體器件，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型；對(duì)于P型功率半導(dǎo)體器件，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型。

8.一種低損耗功率MOSFET器件的制作方法，基于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種橫向功率MOSFET器件，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：選取第一導(dǎo)電類型襯底材料并在其表面外延生長第一導(dǎo)電類型外延層；

步驟二：利用掩膜窗口，借助高能注入的方式，在第一導(dǎo)電類型外延層表面注入第二導(dǎo)電類型離子形成第二導(dǎo)電類型埋層，在所述第一導(dǎo)電類型外延層的上表面選擇性刻蝕出縱向溝槽；

步驟三：在縱向溝槽內(nèi)生長由二氧化硅材質(zhì)組成的氧化層，再在縱向溝槽內(nèi)填充多晶硅至第一導(dǎo)電類型外延層表面；

步驟四：將所述第一導(dǎo)電類型外延層表面的多晶硅去除，進(jìn)一步刻蝕縱向溝槽內(nèi)的多晶硅形成第二柵極，再在縱向溝槽內(nèi)進(jìn)行氧化層的淀積至第一導(dǎo)電類型外延層表面；

步驟五：刻蝕縱向溝槽內(nèi)的氧化層，再在所述縱向溝槽內(nèi)進(jìn)行柵極氧化層的生長形成第一柵極的柵極氧化層；

步驟六：在所述縱向溝槽內(nèi)再次填充多晶硅至第一導(dǎo)電類型外延層表面，形成第一柵極，并將多余的多晶硅去除；

步驟七：在所述第一導(dǎo)電類型外延層表面注入第二導(dǎo)電類型離子，經(jīng)高溫退火形成第二導(dǎo)電類型體區(qū)，利用掩膜窗口，在第二導(dǎo)電類型體區(qū)表面分別注入高濃度的第一導(dǎo)電類型離子和第二導(dǎo)電類型離子，經(jīng)高溫退火后，形成重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型源極、第一導(dǎo)電類型漏極和第二導(dǎo)電類型源極；

步驟八：在所述第一導(dǎo)電類型外延層表面和所述縱向溝槽表面淀積絕緣介質(zhì)，然后在絕緣介質(zhì)上選擇性刻蝕出通孔，接著淀積金屬并選擇性刻蝕金屬，形成源極金屬、柵極金屬和漏極金屬，在第一導(dǎo)電類型襯底下方淀積金屬形成襯底金屬。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低損耗功率MOSFET器件的制作方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型埋層在形成第二導(dǎo)電類型體區(qū)前通過高能離子注入的方式形成；或在形成第二導(dǎo)電類型體區(qū)之后通過高能離子注入的方式形成。