漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)mosfet器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件，包括至少一個元胞，所述元胞包括縱向連接的兩個元胞子部；在單個元胞子部中，包括：N+型襯底，N+型襯底背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極，N+型襯底上生長有N?型外延層；在元胞子部的N?型外延層兩側(cè)自頂部向下形成有P型柱深槽結(jié)構(gòu)；在元胞子部的N?型外延層頂部中間形成有溝槽柵，溝槽柵作為MOSFET器件的柵極；在溝槽柵的側(cè)壁和底部形成有起到隔離作用的柵氧層；縱向連接的兩個元胞子部中，溝槽柵的柵槽寬度不同，且前后兩個元胞子部的溝槽柵的柵槽寬度是漸變的。本實用新型可降低由柵漏電容突變引起的電磁干擾。
【專利說明】
漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其是一種MOSFET器件。
【背景技術(shù)】
[0002]超結(jié)MOSFET功率器件基于電荷平衡技術(shù)，可以降低寄生電容，使得超結(jié)MOSFET功率器件具有極快的開關(guān)特性，可以降低開關(guān)損耗，實現(xiàn)更高的功率轉(zhuǎn)換效率。超結(jié)MOSFET功率器件在開啟和關(guān)斷過程中，米勒電容(Crss)及其所對應(yīng)的柵漏電容(Cgd)對超結(jié)MOSFET功率器件的開關(guān)速度起主導(dǎo)作用，若能降低Cgd，就可提高超結(jié)MOSFET功率器件的開關(guān)速度、降低開關(guān)損耗；同時，超結(jié)MOSFET功率器件在開啟和關(guān)斷時，柵漏電容(Cgd)會發(fā)生突變，這使得超結(jié)MOSFET功率器件的電磁干擾嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件，實習(xí)了柵漏電容緩變的超結(jié)功率器件。本溝槽柵超結(jié)MOSFET器件采用具有多種不同寬度的柵槽結(jié)構(gòu);能夠把超結(jié)MOSFET功率器件在開啟或關(guān)斷時的柵漏電容突變分?jǐn)偟蕉鄠€電壓節(jié)點，從而降低由柵漏電容突變引起的電磁干擾。本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0004]—種漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件，包括至少一個元胞，所述元胞包括縱向連接的兩個元胞子部;在單個元胞子部中，包括:
[0005]N+型襯底，N+型襯底背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極，N+型襯底上生長有N-型外延層；
[0006]在元胞子部的N-型外延層兩側(cè)自頂部向下形成有P型柱深槽結(jié)構(gòu)；
[0007]在元胞子部的N-型外延層頂部中間形成有溝槽柵，溝槽柵作為MOSFET器件的柵極；
[0008]在溝槽柵的側(cè)壁和底部形成有起到隔離作用的柵氧層；
[0009]在元胞子部的N-型外延層頂部溝槽柵側(cè)壁柵氧層與P型柱深槽結(jié)構(gòu)之間形成有P型體區(qū)；
[0010]P型體區(qū)頂部形成有N+型源區(qū)；P型體區(qū)和P型柱深槽結(jié)構(gòu)頂部形成有用于接觸的P+型接觸區(qū)；
[0011]源極金屬淀積在N-型外延層頂部，與P型柱深槽結(jié)構(gòu)、P型體區(qū)和N+型源區(qū)連接，形成MOSFET器件的源極;源極金屬與溝槽柵之間有介質(zhì)層隔離；
[0012]縱向連接的兩個元胞子部中，溝槽柵的柵槽寬度不同，且前后兩個元胞子部的溝槽柵的柵槽寬度是漸變的。
[0013]進(jìn)一步地，前后兩個元胞子部的溝槽柵的柵槽寬度是沿直立斜面漸變的。
[0014]本實用新型的優(yōu)點:本實用新型采用具有多種不同寬度的柵槽結(jié)構(gòu)。不同寬度的柵槽對應(yīng)不同的柵漏電容。在相同的結(jié)構(gòu)下，柵槽寬度越窄，對應(yīng)的柵漏電容就小，反之則對應(yīng)的柵漏電容大。能夠把超結(jié)MOSFET功率器件在開啟或關(guān)斷時的柵漏電容突變分?jǐn)偟蕉鄠€電壓節(jié)點，從而降低由柵漏電容突變引起的電磁干擾。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0017]本實用新型提出的漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件如圖1所示，包括多個縱向結(jié)構(gòu)(圖1只畫了一個縱向結(jié)構(gòu)的局部)，在每個縱向結(jié)構(gòu)中，又包括成千上萬個縱向排列連接的元胞；
[0018]所述元胞包括前后縱向連接的兩個元胞子部；圖1中上半部分是版圖結(jié)構(gòu)，下半部分左右兩邊是對應(yīng)版圖中的兩個相接的元胞子部；
[0019]在單個元胞子部中，包括:
[0020]N+型襯底I，N+型襯底I背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極，N+型襯底I上生長有N-型外延層2;
[0021]在元胞子部的N-型外延層2兩側(cè)自頂部向下形成有P型柱深槽結(jié)構(gòu)3(P-pillartrench); P型柱深槽結(jié)構(gòu)3通常采用下述方法形成:可以先在元胞的N-型外延層2兩側(cè)自頂部向下進(jìn)行刻蝕形成深槽結(jié)構(gòu)，然后在深槽結(jié)構(gòu)中外延生長P型雜質(zhì)層，進(jìn)行深槽結(jié)構(gòu)的填充工藝，形成P型柱深槽結(jié)構(gòu)3 ；該P型柱深槽結(jié)構(gòu)3用于超結(jié)MOSFET的橫向耐壓；
[0022]在元胞子部的N-型外延層2頂部中間形成有溝槽柵5，溝槽柵5作為MOSFET器件的柵極;在溝槽柵5的側(cè)壁和底部形成有起到隔離作用的柵氧層4;本實用新型的重要改進(jìn)在于，縱向連接的兩個元胞子部中，溝槽柵5的柵槽寬度不同，且前后兩個元胞子部的溝槽柵5的柵槽寬度是漸變的。通常，前后兩個元胞子部的溝槽柵5的柵槽寬度是沿直立斜面漸變的。
[0023]在元胞子部的N-型外延層2頂部溝槽柵5側(cè)壁柵氧層與P型柱深槽結(jié)構(gòu)3之間形成有P型體區(qū)6;
[0024]P型體區(qū)6頂部形成有N+型源區(qū)7 ;P型體區(qū)6和P型柱深槽結(jié)構(gòu)3頂部形成有用于接觸的P+型接觸區(qū)；
[0025]源極金屬8淀積在N-型外延層2頂部，與P型柱深槽結(jié)構(gòu)3、P型體區(qū)6和N+型源區(qū)7連接，形成MOSFET器件的源極;源極金屬8與溝槽柵5之間有介質(zhì)層9隔離。
【主權(quán)項】
1.一種漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件，包括至少一個元胞，其特征在于: 所述元胞包括縱向連接的兩個元胞子部;在單個元胞子部中，包括: N+型襯底(I)，N+型襯底(I)背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極，N+型襯底(I)上生長有N-型外延層(2); 在元胞子部的N-型外延層(2)兩側(cè)自頂部向下形成有P型柱深槽結(jié)構(gòu)(3); 在元胞子部的N-型外延層(2)頂部中間形成有溝槽柵(5)，溝槽柵(5)作為MOSFET器件的柵極； 在溝槽柵(5)的側(cè)壁和底部形成有起到隔離作用的柵氧層(4); 在元胞子部的N-型外延層(2)頂部溝槽柵(5)側(cè)壁柵氧層與P型柱深槽結(jié)構(gòu)(3)之間形成有P型體區(qū)(6); P型體區(qū)(6)頂部形成有N+型源區(qū)(7) ;P型體區(qū)(6)和P型柱深槽結(jié)構(gòu)(3)頂部形成有用于接觸的P+型接觸區(qū)； 源極金屬(8)淀積在N-型外延層(2)頂部，與P型柱深槽結(jié)構(gòu)(3)、P型體區(qū)(6)和N+型源區(qū)(7)連接，形成MOSFET器件的源極;源極金屬(8)與溝槽柵(5)之間有介質(zhì)層(9)隔離；縱向連接的兩個元胞子部中，溝槽柵(5)的柵槽寬度不同，且前后兩個元胞子部的溝槽柵(5)的柵槽寬度是漸變的。2.如權(quán)利要求1所述的漸變柵槽的溝槽柵超結(jié)MOSFET器件，其特征在于: 前后兩個元胞子部的溝槽柵(5)的柵槽寬度是沿直立斜面漸變的。
【文檔編號】H01L29/78GK205488138SQ201620257358
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】白玉明, 章秀芝, 張海濤
【申請人】無錫同方微電子有限公司