带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108807506A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201811012310.X(22)申请日2018.08.31(71)申请人无锡麟力科技有限公司地址214192江苏省无锡市锡山经济技术开发区芙蓉中三路99号瑞云3座(72)发明人许剑刘桂芝夏虎(74)专利代理机构无锡市汇诚永信专利代理事务所(普通合伙)32260代理人王闯葛莉华(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/423(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/28(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺(57)摘要本发明涉及功率器件技术领域，尤其涉及一种带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件，其结构包括N+型衬底、N-型外延层、P型柱深槽结构、P型体区、P+有源区、N+有源区、栅极氧化层、多晶硅栅极、介质层、源极金属；本发明所述的带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件采用沟槽栅结构，且沟槽栅位于P型柱深槽结构正上方，P型柱深槽结构位于N-外延层内，该结构既保留了深槽超结MOSFET器件横向耗尽快，耐压高的特点，同时又具有沟槽栅屏蔽JFET电阻的特点，从而提高了超结MOSFET器件的功率密度。CN108807506ACN108807506A权利要求书1/1页1.一种带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件，其特征在于：包括N+型衬底；所述N+型衬底上表面形成有N-型外延层；所述N-型外延层内部中部形成有多个P型柱深槽结构，所述P型柱深槽结构包括柱形深槽结构和位于柱形深槽结构内的P型多晶硅，所述P型柱深槽结构的方向为自N-型外延层顶部向下，相邻的P型柱深槽结构之间相分离；所述N-型外延层内部上部形成有多个沟槽栅结构，每个沟槽栅结构位于P形柱深槽结构的上方且相邻的沟槽栅结构之间相分离，所述沟槽栅结构包括沟槽结构和N型多晶硅栅极，所述沟槽结构的内表面形成有栅极氧化层，所述N型多晶硅栅极位于沟槽结构内；所述N-型外延层内部上部形成有P型体区，所述P型体区位于相邻的沟槽栅结构之间，所述P型体区的结深不超过沟槽栅结构的底部，所述P型体区的顶部沿水平方向依次形成有N+有源区、P+有源区、N+有源区；所述沟槽栅结构、N+有源区、P+有源区的上方形成有金属层，所述金属层与沟槽栅结构之间形成有介质层，所述金属层与N+有源区、P+有源区连接，形成源极金属。2.一种带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件的加工工艺，具体步骤包括：步骤A：准备EPI衬底，EPI衬底包括N+型衬底及位于N+型衬底上表面的N-型外延层；步骤B：对N-型外延层表面进行牺牲氧化，形成牺牲氧化层；步骤C：去除上表面的牺牲氧化层；步骤D：在N-型外延层上表面沉积薄膜；步骤E：利用光刻工艺对沉积薄膜后的N-型外延层上表面的部分区域进行光刻处理，利用刻蚀工艺自上而下形成多个柱形深槽结构，柱形深槽结构之间相分离；步骤F：将P型多晶硅填入柱形深槽结构并填平，形成P型柱深槽结构；步骤G：填平后，在N-型外延层上表面和P型柱深槽结构的上表面沉积薄膜；步骤H：利用光刻工艺对沉积薄膜后的N-型外延层上表面的部分区域进行光刻处理，刻蚀形成多个沟槽结构，每个沟槽结构位于一个P型柱深槽结构的上方，相邻的沟槽结构之间相分离；步骤I：对沟槽结构的内表面进行热氧化处理，形成栅极氧化层；步骤J：将N型多晶硅填入沟槽结构内且填平,形成多晶硅栅极，进而形成沟槽栅结构；步骤K：在相邻沟槽结构之间的区域内通过注入P型杂质并推阱形成P型体区，P型体区的结深不超过沟槽结构底部，形成P型体区；步骤L：在PB的上表面沿水平方向依次注入N型重掺杂、P型重掺杂、N型重掺杂，依次形成N+有源区、P+有源区和N+有源区；步骤M：在多晶硅栅极、P+有源区和N+有源区的上表面沉积绝缘层，作为介质层；步骤N：利用光刻工艺对介质层的部分区域进行光刻处理，刻蚀去除位于P+有源区和N+有源区的上表面的绝缘层，以形成金属接触孔区域；步骤O：在介质层表面和金属接触孔的区域表面沉积金属层，所述金属层通过金属接触孔区域与P+有源区和N+有源区连接形成源极金属；步骤P：减薄背金，加工完成。2CN108807506A说明书1/4页带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺技术领域[0001]本发明涉及功率器件技术领域，尤其涉及一种带沟槽栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺。背景技术[0002]目前现有的普通VDMOS器件，其结构如图1所示，包括N+型衬底11、N-型外延层12、P型体区(即pbody)13、P+有源区14、N