一种平面栅超结MOSFET器件制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体器件技术领域，尤其是一种平面栅超结MOSFET器件，包括N+型衬底、N‑型外延层、P型柱深槽结构、P型体区、N+型源区、栅氧化层、多晶硅栅极和源极金属。本实用新型专利技术的平面栅超结MOSFET器件采用P型体区与P型柱深槽结构分离的结构，P型柱深槽结构浮空，P型体区注入在深槽Trench结构中间，该结构保留了超结MOSFET器件横向扩散高耐压的特点，又因为P型体区与P型柱深槽结构分离，减小了低电压下的Coss，让电容曲线变得平缓，改善开关特性。

【技术实现步骤摘要】
一种平面栅超结MOSFET器件
本技术涉及半导体器件
，尤其是一种平面栅超结MOSFET器件。
技术介绍
目前现有的普通VDMOS器件如图1所示，包括N+型衬底1’(N+sub)、N-型外延层2’(N-epi)、栅氧化层3’、多晶硅栅极4’(PolyGate)、P型体区5’(Pbody)，普通VDMOS想要提高耐压，需要更高电阻率、更厚的N-epi，但这样会极大的增加导通电阻。现有的平面栅超结MOS器件如图2所示，包括N+型衬底1”、N-型外延层2”(N-epi)、P型柱深槽结构3”(Ppillartrench)、栅氧化层4”、多晶硅栅极5”(PolyGate)、P型体区6”(Pbody)；通过在器件内部引入深槽Trench结构，可以实现横向的P型柱/N-型外延层耗尽，这样可以在很低电阻率的N-型外延层下，就实现很高耐压，并降低导通电阻，但是由于深槽Trench结构的引入，增大了寄生电容，影响开关特性。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有的平面栅超结MOS器件寄生电容大且开关特性差的缺陷，提供一种平面栅超结MOSFET器件，可减小低电压下的输出电容，让电容曲线变得平缓，改善开关特性。为了实现本技术的目的，所采用的技术方案是：本技术的平面栅超结MOSFET器件包括：N+型衬底；N-型外延层，所述N-型外延层位于所述N+型衬底的上表面；P型柱深槽结构，所述N-型外延层两侧自顶部向下形成所述P型柱深槽结构，所述P型柱深槽结构的底部浮空，两侧所述P型柱深槽结构之间形成深槽Trench结构；P型体区，所述P型体区引入到所述深槽Trench结构内部并与两侧所述P型柱深槽结构分离开；N+型源区，所述P型体区顶部形成所述N+型源区；栅氧化层，位于所述P型体区、N+型源区、N-型外延层和P型柱深槽结构的上表面；多晶硅栅极，所述多晶硅栅极为两个，且分别位于所述栅氧化层的上表面的两侧，所述多晶硅栅极作为MOSFET器件的栅极；源极金属，位于所述多晶硅栅极和栅氧化层的上方，部分所述源极金属向下延伸，经过所述栅氧化层和N+型源区延伸至P型体区内，所述源极金属与P型体区和N+型源区连接形成MOSFET器件的源极。本技术所述源极金属与两个所述多晶硅栅极之间由介质层隔离。本技术所述N+型衬底背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极。本技术的平面栅超结MOSFET器件的有益效果是：本技术的平面栅超结MOSFET器件采用P型体区(Pbody)与P型柱深槽结构(P-pillartrench)分离的结构，P型柱深槽结构(P-pillartrench)浮空，P型体区(Pbody)注入在深槽Trench结构中间，该结构保留了超结MOSFET器件横向扩散高耐压的特点，又因为P型体区(Pbody)与P型柱深槽结构(P-pillartrench)分离，减小了低电压下的Coss，让电容曲线变得平缓，改善开关特性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是现有的VDMOS器件结构示意图；图2是现有的平面栅超结MOSFET器件的结构示意图；图3是本实施例的平面栅超结MOSFET器件的结构示意图。其中：N+型衬底1、N-型外延层2、P型柱深槽结构3、P型体区4、N+型源区5、栅氧化层6、多晶硅栅极7、源极金属8、介质层9。具体实施方式在本技术的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图3所示，本实施例的平面栅超结MOSFET器件包括N+型衬底1、N-型外延层2、P型柱深槽结构3、P型体区4、N+型源区5、栅氧化层6、多晶硅栅极7和源极金属8。其中，N-型外延层2位于N+型衬底1的上表面，N-型外延层2两侧自顶部向下形成P型柱深槽结构3，P型柱深槽结构3的底部浮空，两侧P型柱深槽结构3之间形成深槽Trench结构，深槽Trench结构内部引入P型体区4，P型体区4与两侧P型柱深槽结构3分离开，P型体区4顶部形成N+型源区5，P型体区4、N+型源区5、N-型外延层2和P型柱深槽结构3的上表面设有栅氧化层6，栅氧化层6上设有多晶硅栅极7，多晶硅栅极7为两个，且分别位于栅氧化层6的上表面的两侧，多晶硅栅极7作为MOSFET器件的栅极。本实施例的多晶硅栅极7和栅氧化层6的上方设有源极金属8，部分源极金属8向下延伸，经过栅氧化层6和N+型源区5延伸至P型体区4内，源极金属8与P型体区4和N+型源区5连接形成MOSFET器件的源极，源极金属8与两个多晶硅栅极7之间由介质层9隔离。本实施例的N+型衬底1背面淀积漏极金属形成MOSFET器件的漏极。本实施例的的平面栅超结MOSFET器件采用P型体区4(Pbody)与P型柱深槽结构3(P-pillartrench)分离的结构，P型柱深槽结构3(P-pillartrench)浮空，P型体区4(Pbody)注入在深槽Trench结构中间，该结构保留了超结MOSFET器件横向扩散高耐压的特点，又因为P型体区4(Pbody)与P型柱深槽结构3(P-pillartrench)分离，减小了低电压下的Coss，让电容曲线变得平缓，改善开关特性。应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。由本技术的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面栅超结MOSFET器件，其特征在于：包括：N+型衬底(1)；N‑型外延层(2)，所述N‑型外延层(2)位于所述N+型衬底(1)的上表面；P型柱深槽结构(3)，所述N‑型外延层(2)两侧自顶部向下形成所述P型柱深槽结构(3)，所述P型柱深槽结构(3)的底部浮空，两侧所述P型柱深槽结构(3)之间形成深槽Trench结构；P型体区(4)，所述P型体区(4)引入到所述深槽Trench结构内部并与两侧所述P型柱深槽结构(3)分离开；N+型源区(5)，所述P型体区(4)顶部形成所述N+型源区(5)；栅氧化层(6)，位于所述P型体区(4)、N+型源区(5)、N‑型外延层(2)和P型柱深槽结构(3)的上表面；多晶硅栅极(7)，所述多晶硅栅极(7)为两个，且分别位于所述栅氧化层(6)的上表面的两侧，所述多晶硅栅极(7)作为MOSFET器件的栅极；源极金属(8)，位于所述多晶硅栅极(7)和栅氧化层(6)的上方，部分所述源极金属(8)向下延伸，经过所述栅氧化层(6)和N+型源区(5)延伸至P型体区(4)内，所述源极金属(8)与P型体区(4)和N+型源区(5)连接形成MOSFET器件的源极。

【技术特征摘要】
1.一种平面栅超结MOSFET器件，其特征在于：包括：N+型衬底(1)；N-型外延层(2)，所述N-型外延层(2)位于所述N+型衬底(1)的上表面；P型柱深槽结构(3)，所述N-型外延层(2)两侧自顶部向下形成所述P型柱深槽结构(3)，所述P型柱深槽结构(3)的底部浮空，两侧所述P型柱深槽结构(3)之间形成深槽Trench结构；P型体区(4)，所述P型体区(4)引入到所述深槽Trench结构内部并与两侧所述P型柱深槽结构(3)分离开；N+型源区(5)，所述P型体区(4)顶部形成所述N+型源区(5)；栅氧化层(6)，位于所述P型体区(4)、N+型源区(5)、N-型外延层(2)和P型柱深槽结构(3)的上表面；多晶硅栅极(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉明，章秀芝，张海涛，
申请(专利权)人：无锡同方微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32