带侧墙栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺制造技术

本发明专利技术功率器件技术领域，尤其涉及一种带侧墙栅结构的深槽超结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、P+有源区、N+有源区、栅极氧化层、多晶硅栅极、介质层和源极金属。该器件采用侧墙栅结构，侧墙栅位于沟槽氧化层的侧立面上，沟槽氧化层位于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，又具有侧墙栅屏蔽JFET电阻的特点，进而提高了超结MOSFET器件的功率密度，并且同时减小了多晶硅与栅氧化层的接触面积，减小Qg栅电荷，进而减小了开关损耗，提高了开关频率。

Deep Slot Overjunction MOSFET with Side Wall Gate Structure and Its Processing Technology

The invention relates to the technical field of power devices, in particular to a deep groove superjunction MOSFET device with side wall gate structure, including N + substrate, N epitaxy layer, P column deep groove structure, P body region, P + active region, N + active region, gate oxide layer, polycrystalline silicon gate, dielectric layer and source metal. The device adopts side-wall gate structure. The side-wall gate is located on the side elevation of groove oxide layer, the groove oxide layer is located directly above the P-shaped column deep groove structure, and the P-shaped column deep groove structure is located in the N-epitaxy layer. The structure not only retains the characteristics of fast transverse loss and high voltage resistance of deep groove superjunction MOSFET devices, but also has the characteristics of side-wall gate shielding JFET resistance, thus improving the power of superjunction MOSFET devices. At the same time, the contact area between polysilicon and gate oxide is reduced, and the charge of Qg gate is reduced, thus the switching loss is reduced and the switching frequency is increased.

【技术实现步骤摘要】
带侧墙栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺
本专利技术涉及功率器件
，尤其涉及一种带侧墙栅结构的深槽超结MOSFET器件及其加工工艺。
技术介绍
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+有源区15、栅氧化层16、多晶硅栅极(即polygate)17、介质层18和源极金属19，这种结构的VDMOS器件需要提高耐压值时，一般通过增加N-型外延层的电阻率和N-型外延层的厚度实现，但这种方法会导致导通电阻的增加，降低器件的性能。因此，在需要较高耐压的场合，普遍用平面栅深槽超结MOSFET器件代替普通的VDMOS器件。目前现有的平面栅深槽超结MOSFET器件的结构如图2所示，包括N+型衬底21、N-型外延层22、P型柱深槽结构(即Ptypetrenchpillar)23、P型体区(pbody)24、P+有源区25、N+有源区26、平面栅氧化层27、多晶硅栅极(即polygate)28、介质层29和源极金属20。平面栅深槽超结通过在器件内部引入P型柱深槽结构结构，P型柱深槽结构与N-型外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带侧墙栅结构的深槽超结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侧墙栅结构，每个侧墙栅结构位于P形柱深槽结构的上方且相邻的侧墙栅结构之间相分离，所述侧墙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且N型多晶硅栅极中部断开，形成多晶硅侧墙结构；所述N‑型...

【技术特征摘要】
1.一种带侧墙栅结构的深槽超结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侧墙栅结构，每个侧墙栅结构位于P形柱深槽结构的上方且相邻的侧墙栅结构之间相分离，所述侧墙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且N型多晶硅栅极中部断开，形成多晶硅侧墙结构；所述N-型外延层内部上部形成有P型体区，所述P型体区位于相邻的侧墙栅结构之间，所述P型体区的结深不超过侧墙栅结构的底部，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；所述侧墙栅结构、N+有源区、P+有源区的上方形成有金属层，所述金属层与侧墙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。2.一种带侧墙栅结构的深槽超结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...

【专利技术属性】
技术研发人员：许剑，刘桂芝，夏虎，
申请(专利权)人：无锡麟力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32