[發(fā)明專(zhuān)利]屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)、屏蔽柵功率器件及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310928121.1
• 申請(qǐng)日: 2023-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116666437A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王丹丹;徐承福;安秋爽;韓玉亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 紹興中芯集成電路制造股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78;H01L27/088;H01L21/8234
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭星

本發(fā)明提供一種屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)、屏蔽柵功率器件及制備方法，屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)包括形成于襯底中的源極摻雜區(qū)和元胞溝槽，所述源極摻雜區(qū)位于所述元胞溝槽的外側(cè)，所述元胞溝槽中形成有間隔且絕緣設(shè)置的多晶硅柵極和多晶硅源極，所述多晶硅柵極環(huán)設(shè)在所述多晶硅源極外側(cè)，且所述多晶硅柵極與源極摻雜區(qū)間隔且絕緣設(shè)置，以增強(qiáng)屏蔽柵功率器件的耗盡能力，從而降低導(dǎo)通電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)、屏蔽柵功率器件及制備方法。

背景技術(shù)

目前，隨著半導(dǎo)體集成電路的不斷發(fā)展，屏蔽柵（Shield?Gate?Trench，SGT）金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Efficient?Transistor，MOSFET）可以將傳統(tǒng)的溝槽型MOSFET的導(dǎo)通電阻降為原來(lái)的二分之一甚至是五分之一。傳統(tǒng)的溝槽型MOSFET主要是為了增加器件的溝槽密度以提高器件的電流處理能力，SGTMOSFET能夠降低溝槽密度還能夠降低漂移區(qū)電阻。

如圖1所示，傳統(tǒng)的屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)，其具有長(zhǎng)條狀的體區(qū)4和源極摻雜區(qū)5等，該結(jié)構(gòu)使得屏蔽柵MOSFET的導(dǎo)通電阻較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)，可以增加器件的耗盡能力。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種屏蔽柵功率器件及制備方法，可以降低屏蔽柵MOSFET的導(dǎo)通電阻。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)，包括形成于襯底中的源極摻雜區(qū)和元胞溝槽，所述源極摻雜區(qū)位于所述元胞溝槽的外側(cè)，所述元胞溝槽中形成有間隔且絕緣設(shè)置的多晶硅柵極和多晶硅源極，所述多晶硅柵極環(huán)設(shè)在所述多晶硅源極外側(cè)，且所述多晶硅柵極與源極摻雜區(qū)間隔且絕緣設(shè)置。

可選的，所述元胞溝槽的形狀為中心輻射圖形，所述中心輻射圖形包括相互連通的中心部分和輻射部分，所述輻射部分位于所述中心部分外側(cè)，所述中心部分為圓形，所述輻射部分由多個(gè)繞設(shè)在所述中心部分周?chē)闹本€(xiàn)段組成，且所述中心部分的直徑大于所述輻射部分中各直線(xiàn)段的寬度。

進(jìn)一步的，所述多晶硅源極位于所述中心部分，所述多晶硅柵極的一部分位于所述輻射部分，另一部分位于所述中心部分，且環(huán)設(shè)在所述多晶硅源極外側(cè)。

可選的，還包括源極金屬，所述源極金屬位于所述源極摻雜區(qū)及所述源極多晶硅上方，且分別與所述源極多晶硅及源極摻雜區(qū)連通，并與所述多晶硅柵極間隔且絕緣設(shè)置。

進(jìn)一步的，還包括間隔介質(zhì)層、第一介質(zhì)層和柵氧化層，所述間隔介質(zhì)層覆蓋所述多晶硅柵極的表面，且所述間隔介質(zhì)層在所述源極摻雜區(qū)上方具有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口暴露出所述源極摻雜區(qū)，在所述源極多晶硅上方具有第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口暴露出所述源極多晶硅，使得所述源極金屬在所述第一開(kāi)口處與所述源極摻雜區(qū)連通，在所述第二開(kāi)口處與所述源極多晶硅連通；所述第一介質(zhì)層和柵氧化層均形成于所述元胞溝槽的內(nèi)壁上，且所述第一介質(zhì)層層圍設(shè)在所述多晶硅源極外側(cè)，所述柵氧化層圍設(shè)在所述多晶硅柵極外側(cè)。

進(jìn)一步的，所述第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的形狀分別為圓形或矩形。

另一方面，本發(fā)明還提供一種屏蔽柵MOSFET結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

提供一襯底，在所述襯底中形成元胞溝槽；

在所述元胞溝槽中形成間隔且絕緣設(shè)置的多晶硅柵極和多晶硅源極，所述多晶硅柵極環(huán)設(shè)在所述多晶硅源極外側(cè)；

在所述元胞溝槽外側(cè)的所述襯底中形成源極摻雜區(qū)，所述多晶硅柵極與源極摻雜區(qū)間隔且絕緣設(shè)置。

可選的，所述元胞溝槽的形狀為中心輻射圖形，所述中心輻射圖形包括相互連通的中心部分和輻射部分，所述輻射部分位于所述中心部分外側(cè)，所述中心部分為圓形，所述輻射部分由多個(gè)直線(xiàn)段組成，且所述中心部分的直徑大于所述輻射部分中各直線(xiàn)段的寬度。