一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件制造技术

一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件，属于半导体技术领域。包括衬底（19）、漂移区（18）以及沟槽（13），其特征在于：在沟槽（13）内中部的多晶硅分为第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14），在两个沟槽（13）之间的MOS结构上开设有底层接触孔（6），在MOS结构的表面设有连接层。还包括如下步骤：步骤1，第一次氧化及光刻；步骤2，第一次氧化物沉积；步骤3，第二次氧化；步骤4，第二道光刻；步骤5，第二次氧化物沉积；步骤6，在漂移区（18）上方形成MOS结构；步骤7，形成连接层。在本漏极共用的沟槽式双MOS管器件中，电流通过两个MOS结构之间的沟槽周围形成的导电通道实现流通，降低了导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件
一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件，属于半导体

技术介绍
锂离子电池性能优越，钴酸锂离子电池成为消费电子设备首选，但是锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此需要设置保护电路与锂电池配合使用，通过保护电路实现锂电池时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断，并在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。锂电池基本的保护电路电路图如图24所示，图中驱动芯片U1（MOS驱动芯片）用于控制MOS管M1~M2的导通和关断，通过驱动芯片U1使电芯B1与外电路导通，同时对电芯B1的电压以及电流进行监测，当回路中电压以及电流超过规定值时，MOS管M1~M2关断，保护电芯的安全。其中MOS管M1内包括MOS结构Q1以及MOS结构Q1中的基区与漏极之间的寄生二极管D1，MOS管M2内包括MOS结构Q2以及MOS结构Q2中的基区与漏极之间的寄生二极管D2。保护电路的具体工作过程及工作原理如下：在充电状态时，外部充电电路通过端口P1~P2接入，此时驱动芯片U1控制两个MOS管导通，形成电流回路对电芯进行充电，当电池电压升到过充电压以上时，驱动芯片U1控制MOS结构Q2关断，此时寄生二极管D2反向截止，充电电流回路被阻断，实现电池过充保护。当放电状态时，电芯B1通过端口P1~P2连接外部负载，此时驱动芯片U1控制两个MOS管导通，形成供电对负载放电，当电芯B1的电压降低到过放电压以下时，驱动芯片U1控制MOS结构Q1关断，此时寄生二极管D1反向截止，放电回路被阻断，实现电池过放保护。由上述可知，传统的保护电路在工作时，在现有保护板电路中，两个MOS管通过外部连线、焊接工艺将两个MOS管漏极相连实现保护电路的开关控制功能。以充电状态为例，电流由端口P1流入电芯B1，从MOS管M1中的源极流入，经过MOS管M1中的MOS结构Q1、漂移区、衬底自MOS管M1的漏极流出，然后进入MOS管M2的漏极，然后经过MOS管M2的衬底、漂移区以及MOS结构Q2由MOS管M2的源极流出，从而形成充电电流的回路，放电过程基本相同，因此电流要经过两个MOS管的内部以及外部连线才能实现回路的导通，因此，电流途径过长，导致导通电阻过大，会大大影响设备的可靠性。而保护电路的一项重要实用指标为导通电阻，由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电芯B1的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护电路中MOS管的开关导通时电阻要小，如太大会导致通讯设备工作不正常，如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种将两个MOS管的漏极集成共用设计，通过两个MOS结构的源极、栅极交叉结构设计形成的导电通道实现电流流通，替代了用两个MOS管串联的电路结构，大大降低了导通电阻，降低了功耗，提高效能及设备的可靠性的漏极共用的沟槽式双MOS管器件。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该漏极共用的沟槽式双MOS管器件，包括衬底以及衬底上方的漂移区，在漂移区的表面开设有若干沟槽，在沟槽的侧壁以及底部分别设置有沟槽侧壁绝缘层和沟槽底部绝缘层，在沟槽内还填充有多晶硅，其特征在于：在所述的沟槽内中部还竖直设置有沟槽中部绝缘层，所述的多晶硅包括分别位于沟槽中部绝缘层两侧的第一多晶硅和第二多晶硅，自第一多晶硅和第二多晶硅分别引出双MOS管的两个栅极；在相邻两个沟槽之间自上而下依次形成源区和基区，在两个沟槽之间还开设有底层接触孔，底层接触孔填充导电材料并自上而下穿过源区进入基区形成MOS结构，在MOS结构的表面设有连接层，连接层与MOS结构连接分别引出双MOS管的两个源极。优选的，在相邻的两个所述沟槽内，第一多晶硅和第二多晶硅的设置位置相反。优选的，在相邻的两个所述沟槽中，相对设置的第一多晶硅或第二多晶硅相连。优选的，所述的连接层包括位于MOS结构表面的底层绝缘层和位于底层绝缘层表面的底层金属层，所述的底层接触孔同时穿过底层绝缘层，底层金属层通过底层接触孔接入相对应的MOS结构，并分别引出双MOS管的源极。优选的，所述的底层金属层包括与底层接触孔一一对应的多段第一底层金属和多段第二底层金属，第一底层金属和第二底层金属间隔设置，多段第一底层金属和多段第二底层金属分别引出双MOS管的两个源极。优选的，所述的连接层还包括顶层金属层，在所述的第一底层金属和第二底层金属之间以及上部填充有顶层绝缘层，顶层金属层位于顶层绝缘层的表面，顶层金属层包括第一顶层金属和第二顶层金属，第一顶层金属和第二顶层金属通过贯穿顶层绝缘层的顶层接触孔分别与第一底层金属和第二底层金属相连。与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：1、在本漏极共用的沟槽式双MOS管器件中，采用集成漏极共用设计，通过两个MOS结构的源极、栅极交叉结构设计将两个MOS管串联电路集成于一个芯片上，因此本漏极共用的沟槽式双MOS管器件导通时，在相邻的两个MOS结构之间的沟槽周围形成导电通道，电流经由漂移区水平流动，不需要经过衬底、背面金属和外部的焊接铜板或连线，因此大大降低了导通电阻，降低了功耗，提高效能及设备的可靠性。2、本集成漏极沟槽式双MOS管器件，导通时电流经由漂移区水平流动，不经过衬底和背面金属，故取消了传统MOS管中衬底减薄和背面金属工艺，简化了流片生产制程，节省了生产成本。3、在本漏极共用的沟槽式双MOS管器件，与现有电源保护板电路中两个MOS管串联功能一致，因此大大方便了器件的区域分布，同时降低了产品的成本，且实际使用时与驱动芯片的连线与常规连线方式相同，通用性更好。附图说明图1为实施例1漏极共用的沟槽式双MOS管器件结构剖面图。图2为实施例1漏极共用的沟槽式双MOS管器件结构透视图（无金属层）。图3为实施例1漏极共用的沟槽式双MOS管器件正面金属图。图4~图12为实施例1漏极共用的沟槽式双MOS管器件制造方法流程图。图13~图16为实施例2漏极共用的沟槽式双MOS管器件制造方法流程图。图17~图20为实施例3漏极共用的沟槽式双MOS管器件制造方法流程图。图21为实施例4漏极共用的沟槽式双MOS管器件结构剖面图。图22为实施例4漏极共用的沟槽式双MOS管器件结构透视图（无金属层）。图23为实施例5漏极共用的沟槽式双MOS管器件正面金属图。图24为现有技术锂电池保护电路原理图。其中：1、第一顶层金属2、顶层接触孔3、顶层绝缘层4、底层绝缘层5、第一底层金属6、底层接触孔7、第二底层金属8、绝缘槽9、第二顶层金属10、沟槽中部绝缘层11、沟槽底部绝缘层12、第一多晶硅13、沟槽14、第二多晶硅15、沟槽侧壁绝缘层16、源区17、基区18、漂移区19、衬底20、线路板背板21、第一栅极22、第二栅极23、第一氧化层24、沟槽氧化层25、氧化物柱26、源极金属层。具体实施方式图1~12是本技术的最佳实施例，下面结合附图1~23对本技术做进一步说明。实施例1：一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件（以下简称MOS器件），包括漏极共用的沟槽式双MOS管结构，以及与沟槽式双MOS管结构连接的连接层，通过连接层将双MOS管器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件，包括衬底（19）以及衬底（19）上方的漂移区（18），在漂移区（18）的表面开设有若干沟槽（13），在沟槽（13）的侧壁以及底部分别设置有沟槽侧壁绝缘层（15）和沟槽底部绝缘层（11），在沟槽（13）内还填充有多晶硅，其特征在于：在所述的沟槽（13）内中部还竖直设置有沟槽中部绝缘层（10），所述的多晶硅包括分别位于沟槽中部绝缘层（10）两侧的第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14），自第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14）分别引出双MOS管的两个栅极；在相邻两个沟槽（13）之间自上而下依次形成源区（16）和基区（17），在两个沟槽（13）之间还开设有底层接触孔（6），底层接触孔（6）填充导电材料并自上而下穿过源区（16）进入基区（17）形成MOS结构，在MOS结构的表面设有连接层，连接层与MOS结构连接分别引出双MOS管的两个源极。

【技术特征摘要】
1.一种漏极共用的沟槽式双MOS管器件，包括衬底（19）以及衬底（19）上方的漂移区（18），在漂移区（18）的表面开设有若干沟槽（13），在沟槽（13）的侧壁以及底部分别设置有沟槽侧壁绝缘层（15）和沟槽底部绝缘层（11），在沟槽（13）内还填充有多晶硅，其特征在于：在所述的沟槽（13）内中部还竖直设置有沟槽中部绝缘层（10），所述的多晶硅包括分别位于沟槽中部绝缘层（10）两侧的第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14），自第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14）分别引出双MOS管的两个栅极；在相邻两个沟槽（13）之间自上而下依次形成源区（16）和基区（17），在两个沟槽（13）之间还开设有底层接触孔（6），底层接触孔（6）填充导电材料并自上而下穿过源区（16）进入基区（17）形成MOS结构，在MOS结构的表面设有连接层，连接层与MOS结构连接分别引出双MOS管的两个源极。2.根据权利要求1所述的漏极共用的沟槽式双MOS管器件，其特征在于：在相邻的两个所述沟槽（13）内，第一多晶硅（12）和第二多晶硅（14）的设置位置相反。3.根据权利要求2所述的漏极共用的沟槽式双MOS管器件，其特征在于：在相邻的两个所述沟槽（13）中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：关仕汉，薛涛，迟晓丽，
申请(专利权)人：淄博汉林半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37