平面栅超结MOSFET制造技术

本发明专利技术公开了一种平面栅超结MOSFET，包括：包括多个形成在超结结构的顶部且呈并联结构的器件单元；器件单元包括：沟道区，由栅介质层和栅极导电材料层叠加而成的平面栅，形成于沟道区表面的源区；平面栅超结MOSFET的导通电阻包括串联的沟道电阻以及扩散电阻；平面栅超结MOSFET形成具有降低扩散电阻的分布结构，分布结构中，至少一个以上的第一导电类型柱具有第一种沟道设置，第一种沟道设置中仅在第一导电类型柱的一侧具有沟道区的延伸区域、而另一侧中不具有沟道区的延伸区域，使对应的第一导电类型柱的一侧顶部的沟道区边缘到第一导电类型柱的另一侧边缘都作为沟道扩散区。本发明专利技术能增加沟道扩散区的宽度并减少散电阻。

【技术实现步骤摘要】
平面栅超结MOSFET
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种平面栅超结(superjunction)平面栅MOSFET。
技术介绍
现有VDMOS，受限于一维理论极限，其比导通电阻正比于击穿电压的2.5次方。这使得对于高压器件，其比导通电阻变得不可接受。而超结MOSFET，是在VDMOS的基础上，通过在N型漂移区中插入纵向的P型柱，这样在很低的电压下，纵向的P型柱和N型漂移区进行横向耗尽，从而可以在不降低击穿电压的情况下，大幅提高漂移区的掺杂浓度，从而降低比导通电阻。对于超结MOSFET，其比导通电阻正比于击穿电压的1.33次方。更重要的是它提出了一种更进一步降低比导通电阻的方案。它的比导通电阻正比于P型柱之间的距离。P型柱之间的距离更低，其比导通电阻还可以降低。所以降低P型柱之间的距离，一直是超结MOSFET的优化方向。但是前面所述的比导通电阻只是考虑到了漂移区的导通电阻，但是对于一个实际的MOSFET，还存在其它的电阻，如沟通电阻等。超结MOSFET，按照其栅极结构的不同，可以分为平面栅结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面栅超结MOSFET，其特征在于，包括：/n由多个第一导电类型柱和第二导电类型柱横向交替排列而成的超结结构，一个所述第一导电类型柱和相邻的一个所述第二导电类型柱组成一个超结单元；/n平面栅超结MOSFET包括多个形成在所述超结结构的顶部且呈并联结构的器件单元；/n所述器件单元包括：沟道区，由栅介质层和栅极导电材料层叠加而成的平面栅，形成于所述沟道区表面的源区，所述沟道区具有第二导电类型并形成在对应的第二导电类型柱的顶部并延伸到周侧的所述第一导电类型柱中，被所述平面栅覆盖的所述沟道区表面用于形成沟道，所述沟道将第一导电类型载流子从所述源区传输到所述第一导电类型柱中；/n所述源区的一侧和...

【技术特征摘要】
1.一种平面栅超结MOSFET，其特征在于，包括：
由多个第一导电类型柱和第二导电类型柱横向交替排列而成的超结结构，一个所述第一导电类型柱和相邻的一个所述第二导电类型柱组成一个超结单元；
平面栅超结MOSFET包括多个形成在所述超结结构的顶部且呈并联结构的器件单元；
所述器件单元包括：沟道区，由栅介质层和栅极导电材料层叠加而成的平面栅，形成于所述沟道区表面的源区，所述沟道区具有第二导电类型并形成在对应的第二导电类型柱的顶部并延伸到周侧的所述第一导电类型柱中，被所述平面栅覆盖的所述沟道区表面用于形成沟道，所述沟道将第一导电类型载流子从所述源区传输到所述第一导电类型柱中；
所述源区的一侧和对应的所述平面栅的侧面自对准，所述源区的第二侧位于所述第二导电类型柱的顶部，在所述第二导电类型柱的顶部形成有和所述源区接触的源接触孔，所述源接触孔穿过层间膜将所述源区连接到由正面金属层组成的源极；
所述平面栅超结MOSFET的导通电阻包括串联的沟道电阻以及扩散电阻；
所述平面栅超结MOSFET形成具有降低所述扩散电阻的分布结构，所述分布结构中，至少一个以上的所述第一导电类型柱具有第一种沟道设置，所述第一种沟道设置中仅在所述第一导电类型柱的一侧具有所述沟道区的延伸区域、而另一侧中不具有所述沟道区的延伸区域，使对应的所述第一导电类型柱的一侧顶部的所述沟道区边缘到所述第一导电类型柱的另一侧边缘都作为沟道扩散区，从而增加所述沟道扩散区的宽度并减少散电阻。


2.如权利要求1所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述超结结构的步进缩小会使所述沟道电阻降低以及使所述扩散电阻增加，所述超结结构的步进缩小到具有使所述导通电阻中的扩散电阻的权重大于所述沟道电阻的权重的值。


3.如权利要求1所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述沟道扩散区中形成有第一导电类型掺杂的抗JFET注入区。


4.如权利要求1所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述分布结构中，所有所述第一导电类型柱中都具有所述第一种沟道设置。


5.如权利要求4所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：各所述第一导电类型柱的所述第一种沟道设置中，所述沟道区的延伸区域都位于所述第一导电类型柱的第一侧，所述沟道扩散区位于靠近所述第一导电类型柱的第二侧。


6.如权利要求5所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述分布结构中，所述平面栅的第一侧位于对应的所述第一导电类型柱的第一侧的所述沟道区的顶部，所述源区和所述平面栅的第一侧自对准，所述平面栅的第二侧和第一侧之间具有沿所述第一导电类型柱的中心位置对称的关系。


7.如权利要求5所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述分布结构中，所述平面栅的第一侧位于对应的所述第一导电类型柱的第一侧的所述沟道区的顶部，所述源区和所述平面栅的第一侧自对准，所述平面栅的第二侧位于第一侧的沿所述第一导电类型柱的中心位置的对称位置的内侧且位于所述第一导电类型柱的第二侧的内侧。


8.如权利要求7所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述平面栅的第二侧和所述第一导电类型柱的第二侧之间的所述第一导电类型柱的表面和顶部的层间膜接触。


9.如权利要求7所述的平面栅超结MOSFET，其特征在于：所述平面栅的第二侧和所述第一导电类型柱的第二侧之间的所述第一导电类型柱的顶部形成有场板结构，所述场板结构的导电材料和所述栅极导电材料层相同，所述场板结构和所述第一导电类型柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾大杰，
申请(专利权)人：南通尚阳通集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32