[發明專利]一種低損耗MOSFET器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202210830084.6
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115188801A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 朱袁正;楊卓;黃薛佺;張允武;陸揚揚
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司;國硅集成電路技術(無錫)有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明涉及一種低損耗功率MOSFET器件及其制造方法。本發明在第一導電類型襯底上方設有第一導電類型外延層，在第一導電類型外延層內設有縱向溝槽，縱向溝槽內設有第一柵極和第二柵極，在第一導電類型外延層表面設有第二導電類型體區，在第二導電類型體區下方設有第二導電類型埋層，第二導電類型體區中設有第一導電類型源極和第二導電類型源極，第一導電類型源極和縱向溝槽相接，在縱向溝槽水平延伸的方向上，第二導電類型體區中還設有與縱向溝槽相鄰的第一導電類型漏極。本發明提供的低損耗功率MOSFET器件降低了器件縱向漏電流，減小了器件靜態功耗，提高了器件可靠性。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及其制作方法，尤其是一種低損耗功率MOSFET器件及其制造方法。

背景技術

功率MOSFET器件一般分為橫向功率MOSFET器件和縱向功率MOSFET器件兩種，橫向功率MOSFET器件易于集成，一般用在BCD工藝中，適用于模擬集成電路中以實現各種功能。縱向功率MOSFET器件一般作為開關器件單獨使用，其耐壓部分位于器件內部，和相同電流級別的橫向功率MOSFET器件相比，其芯片面積能大幅減小，然而縱向功率MOSFET器件不能和其他器件集成，也就不能通過電路實現各種功能。

隨著對于各種具有復雜功能功率器件的需求，各大廠商如Infineon、Onsemi和TI等都推出了將橫向功率MOSFET器件和縱向功率MOSFET器件集成在一起的工藝，該工藝特別適用于帶保護和驅動功能的功率MOSFT器件或智能負載開關等芯片，上述芯片實現了模擬電路和縱向功率器件的單片集成，將各種保護功能以及驅動功能和縱向功率器件集成在一起，在系統應用時，可以不需要額外搭配保護或者驅動芯片，極大減小了系統設計的復雜性，提高了系統的可靠性。

對于上述工藝而言，橫向功率器件在導通時，會面臨電流從器件表面向器件內部發生漏電的問題，使得橫向功率器件的漏極電流減小，電流從背面的襯底金屬（即縱向功率器件的漏極金屬）中流出，降低了橫向功率器件的電流能力，增加了縱向功率器件的漏電，增加了系統的整體功耗。

發明內容

本發明的目的是提供一種低損耗功率MOSFET器件及其工藝方法，能夠減小器件縱向漏電，降低器件靜態損耗，提高器件可靠性。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：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有第一導電類型襯底，在所述第一導電類型襯底上設有第一導電類型外延層，在所述第一導電類型外延層中設有縱向溝槽，所述縱向溝槽內還設有由多晶硅材質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，所述第一導電類型外延層表面還設有第二導電類型體區，在所述第二導電類型體區下方還設有第二導電類型埋層，在所述第二導電類型體區表面還設有重摻雜的第一導電類型源極和第二導電類型源極，所述重摻雜的第一導電類型源極一側與所述縱向溝槽相接，所述重摻雜的第一導電類型源極另一側與所述重摻雜的第二導電類型源極相接，在縱向溝槽水平延伸的方向上，在所述第一導電類型外延層表面還設有第一導電類型漏極，所述第一導電類型漏極與所述縱向溝槽相接，所述第一導電類型外延層和縱向溝槽表面還設有絕緣介質，所述絕緣介質表面還設有源極金屬和漏極金屬，所述源極金屬穿過絕緣介質和重摻雜的第一導電類型源極和第二導電類型源極相連，所述漏極金屬穿過絕緣介質和重摻雜的第一導電類型漏極相連。

在本發明的一種實施方式中，所述第一柵極和第二柵極之間有二氧化硅隔離。

在本發明的一種實施方式中，所述縱向溝槽由二氧化硅絕緣材質組成。

在本發明的一種實施方式中，所述第二導電類型埋層濃度高于所述第二導電類型體區濃度。

在本發明的一種實施方式中，對于N型功率半導體器件，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型；對于P型功率半導體器件，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

本發明還提供一種低損耗功率MOSFET器件的制作方法，包括如下步驟：