超结金属氧化物半导体场效应晶体管制造技术

本实用新型专利技术提供了超结金属氧化物半导体场效应晶体管，该晶体管包括重掺杂衬底、外延层、深结、沟道区、栅氧区、栅极多晶硅、源极多晶硅、有源区、绝缘层、源极及漏极，其中，该栅极多晶硅覆设于所述栅氧区的边缘区域；该源极多晶硅覆设于所述栅氧区的中部区域，且所述源极多晶硅与所述栅极多晶硅之间具有间隔区域；该源极通过开设于所述绝缘层的接触孔与所述源极多晶硅接触。由此，本实用新型专利技术引入额外的漏极和源极电阻电容组合，并降低了漏极和栅极电容，能够抑制漏极和源极间电压的上升速率，并减小对栅极的反馈信号，从而有效缓解MOSFET器件的EMI特性。

【技术实现步骤摘要】
超结金属氧化物半导体场效应晶体管
本技术涉及半导体
，尤其涉及一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET)。
技术介绍
目前，超结MOSFET凭借其超深结、低导通电阻的特点，正逐步替代传统的平面MOSFET。由于超结MOSFET采用交替深PN结，利用横向电场夹断承压，所以当漏极和源极间电压使得深PN结发生夹断后，空间电荷随电压变化仅发生微小变化，即ΔQ/ΔV很小，从而漏极与源极间的电容Cds和栅极与漏极间电容Cgd也很小，这会造成晶体管器件的关断速度快，漏极与源极间的电压上升速率过高，又通过栅极与漏极间的电容Cgd反馈给栅极，从而引起栅极电压波动，造成晶体管器件在电路中产生EMI(电磁干扰)。
技术实现思路
本技术提供一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法，以减小晶体管器件在电路中产生EMI。本技术实施例提供一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管，包括：重掺杂衬底，具有第一导电类型；外延层，覆设于所述重掺杂衬底上，具有所述第一导电类型，且所述外延层的边缘区域开设有沟槽；深结，填充设置于所述沟槽，且具有第二导电类型；所述第二导电类型不同于所述第一导电类型；沟道区，形成于所述深结的远离所述重掺杂衬底的端部区域、所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域的边缘部分、及部分的所述深结与所述外延层的邻接区域，且具有所述第二导电类型；栅氧区，覆设于所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域和部分的所述沟道区；栅极多晶硅，覆设于所述栅氧区的边缘区域；源极多晶硅，覆设于所述栅氧区的中部区域，且所述源极多晶硅与所述栅极多晶硅之间具有间隔区域；有源区，具有所述第一导电类型，形成于所述沟道区，且接触所述栅氧区设置；绝缘层，覆设于所述源极多晶硅、所述栅极多晶硅、所述间隔区域及部分的所述有源区；源极，覆设于所述有源区、所述绝缘层及所述沟道区上，且通过开设于所述绝缘层的接触孔与所述源极多晶硅接触；及漏极，覆设于所述重掺杂衬底上远离所述外延层的一侧。一个实施例中，所述接触孔的个数为多个。一个实施例中，所述接触孔的个数为两个，两个所述接触孔分别位于所述绝缘层的长边方向上的不同两端。一个实施例中，所述栅氧的厚度范围为至一个实施例中，所述外延层的厚度范围为20μm至60μm。一个实施例中，所述深结的深度范围为16μm至56μm。一个实施例中，所述第一导电类型为N型。本技术实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管，包含覆设于栅氧区上的栅极多晶硅和源极多晶硅，且该栅极多晶硅和该源极多晶硅之间具有间隔区域，这减少了栅极多晶硅覆盖栅氧区的面积，从而降低了栅极和漏极之间的电容，而且通过源极多晶硅额外生成了漏极和源极之间的电容，由此能够抑制漏极和源极间电压的上升速率，从而有效缓解MOSFET器件的EMI特性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本技术一实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面结构示意图；图2是本技术一实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管的俯视结构示意图；图3是现有超结金属氧化物半导体场效应晶体管的等效电路图；图4是本技术一实施例超结金属氧化物半导体场效应晶体管的等效电路图；图5至图11是本技术一实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法的过程示意图。101～衬底；102～外延层；103～深结；104～沟道区；105～栅氧区；106～栅极多晶硅；107～源极多晶硅；108～有源区；109～绝缘层；110～源极；111～漏极。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。为了解决MOSFET器件在电路会产生EMI的问题，本技术提供了一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管。图1是本技术一实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面结构示意图。请参见图1，本实施例的超结金属氧化物半导体场效应晶体管，可包括：重掺杂衬底101、外延层102、深结103、沟道区104、栅氧区105、栅极多晶硅106、源极多晶硅107、有源区108、绝缘层109、源极110及漏极111。重掺杂衬底101具有第一导电类型，例如N型或P型。该重掺杂衬底101可以基于硅衬底形成，硅衬底可以采用直拉单晶的方法生长。例如，对硅衬底进行N型重掺杂可以得到N型重掺杂的硅衬底，基于N型重掺杂的硅衬底可以形成NMOS器件；对硅衬底进行P型重掺杂可以得到P型重掺杂的硅衬底，基于P型重掺杂的硅衬底可以形成PMOS器件。重掺杂衬底101的掺杂程度可以视需要而定，例如重掺杂衬底101的方块电阻可以在0.0003Ω～0.0004Ω之间。外延层102，覆设于所述重掺杂衬底101上，具有所述第一导电类型，且所述外延层102的边缘区域开设有沟槽。外延层102可以覆盖重掺杂衬底101上表面的部分区域或全部区域。外延层102可以通过外延生长(例如，化学气相沉积)生成。具体地，例如，氢气和含硅气体在高温环境下发生化学反应，在衬底硅表面上外延生长，形成一层硅材料层。含硅气体可以是四氯化硅(SiCl4)、三氯氢硅(SiHCl3)、硅烷(SiH4)、二氯氢硅(SiH2Cl2)等。外延生长时，可以通过控制掺杂情况来控制外延层的电阻率，例如，N型掺杂所用的掺杂剂可以为磷烷(PH3)、三氯化磷(PCl3)等，生成N型的外延层102；P型掺杂所用的掺杂剂可以为乙硼烷(B2H6)、三氯化硼(BCl3)等，生成P型的外延层102。外延层102的厚度和掺杂浓度可以视MOSEF器件的耐压要求而定。外延层102的厚度的范围可以为20μm至60μm。外延层102的掺杂浓度的范围可以是1e15cm-3～1e16cm-3。MOSEF器件的耐压范围可以为300V～900V。具体地，例如，MOSEF器件的耐压要求为600V时，外延层102的厚度需要约为40μm左右。该外延层102上开设的沟槽可以各种形状，用于使深结103和外延层102形成PN结，例如为长方体形状的深槽、梯形深槽、阶台式深槽等。具体地，可以首先将掩膜板置于外延层102上方并露出沟槽区域，然后对露出的沟槽区域进行光刻，之后去掉掩膜板并利用干法腐蚀去除沟槽区域中一定深度的外延层物质(例如硅)，形成上述外延层102的边缘区域开设的沟槽。该沟槽的深度的范围与MOSFET器件的耐压要求相匹配，例如可以为16μm～56μm。具体例如，MOSEF器件的耐压要求为600V时，沟槽的深度需要约为40μm左右。深结103，填充设置于所述沟槽，且具有第二导电类型；所述第二导电类型不同于所述第一导电类型。该第二导电类型可以是P型或N型。具体地，在所述第一导电类型为N型的情况下，该第二导电类型为P型；在所述第一导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括：重掺杂衬底，具有第一导电类型；外延层，覆设于所述重掺杂衬底上，具有所述第一导电类型，且所述外延层的边缘区域开设有沟槽；深结，填充设置于所述沟槽，且具有第二导电类型；所述第二导电类型不同于所述第一导电类型；沟道区，形成于所述深结的远离所述重掺杂衬底的端部区域、所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域的边缘部分、及部分的所述深结与所述外延层的邻接区域，且具有所述第二导电类型；栅氧区，覆设于所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域和部分的所述沟道区；栅极多晶硅，覆设于所述栅氧区的边缘区域；源极多晶硅，覆设于所述栅氧区的中部区域，且所述源极多晶硅与所述栅极多晶硅之间具有间隔区域；有源区，具有所述第一导电类型，形成于所述沟道区，且接触所述栅氧区设置；绝缘层，覆设于所述源极多晶硅、所述栅极多晶硅、所述间隔区域及部分的所述有源区；源极，覆设于所述有源区、所述绝缘层及所述沟道区上，且通过开设于所述绝缘层的接触孔与所述源极多晶硅接触；及漏极，覆设于所述重掺杂衬底上远离所述外延层的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种超结金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括：重掺杂衬底，具有第一导电类型；外延层，覆设于所述重掺杂衬底上，具有所述第一导电类型，且所述外延层的边缘区域开设有沟槽；深结，填充设置于所述沟槽，且具有第二导电类型；所述第二导电类型不同于所述第一导电类型；沟道区，形成于所述深结的远离所述重掺杂衬底的端部区域、所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域的边缘部分、及部分的所述深结与所述外延层的邻接区域，且具有所述第二导电类型；栅氧区，覆设于所述外延层的远离所述重掺杂衬底的端部区域和部分的所述沟道区；栅极多晶硅，覆设于所述栅氧区的边缘区域；源极多晶硅，覆设于所述栅氧区的中部区域，且所述源极多晶硅与所述栅极多晶硅之间具有间隔区域；有源区，具有所述第一导电类型，形成于所述沟道区，且接触所述栅氧区设置；绝缘层，覆设于所述源极多晶硅、所述栅极多晶硅、所述间隔区域及部分的所述有源区；源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海东，
申请(专利权)人：南京晟芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32