一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，包括：半导体衬底；外延半导体层，形成在所述半导体衬底之上；阱区，形成在所述外延半导体层之上；源区，形成在所述阱区内部；第一沟槽和第二沟槽，形成在所述外延半导体层、所述源区和所述阱区的内部；以及第二源极导电通道，形成在所述源区和所述阱区的内部，以及形成在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间；其中所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的最短距离定义了所述第二源极导电通道的最大宽度。本发明专利技术的MOSFET结构可以实现刻蚀的自对准，解决了在两个晶胞之间的间距太小的时候，现有的光刻机台不能满足所需的分辨率的技术问题；并且简化了MOSFET的制造工艺进而节省了制造时间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构及其制造方法
本专利技术涉及金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）及其制造方法，更具体地，涉及一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构及其制造方法。
技术介绍
金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称为金氧半场效应晶体管（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET）被广泛地应用于电力装置的开关组件，例如电源供应器、整流器或者低压马达控制器等。现有的MOSFET多采用垂直结构的设计，例如沟槽型MOSFET，以提升组件密度。在功率型MOSFET中，晶胞密集度（celldensity）越高，则导通电阻越低，特别是对于操作电压小于40伏特的MOSFET。一般来说，屏蔽栅沟槽型（shieldedgatewithtrenchtype）MOSFET可以通过提高晶胞密集度，降低外延（Epitaxy）半导体的电阻值。然而，当两个晶胞之间的间距小于0.8微米（μm）时，现有的光刻（photo）机台容易失准而不能满足所需的分辨率，如此会对MOSFET的导电特性造成不同程度的影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，包括：/n半导体衬底；/n外延半导体层，形成在所述半导体衬底之上；/n阱区，形成在所述外延半导体层之上；/n源区，形成在所述阱区内部；/n第一沟槽和第二沟槽，形成在所述外延半导体层、所述源区和所述阱区的内部；以及/n第二源极导电通道，形成在所述源区和所述阱区的内部，以及形成在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间；/n其中所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的最短距离定义了所述第二源极导电通道的最大宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，包括：
半导体衬底；
外延半导体层，形成在所述半导体衬底之上；
阱区，形成在所述外延半导体层之上；
源区，形成在所述阱区内部；
第一沟槽和第二沟槽，形成在所述外延半导体层、所述源区和所述阱区的内部；以及
第二源极导电通道，形成在所述源区和所述阱区的内部，以及形成在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间；
其中所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的最短距离定义了所述第二源极导电通道的最大宽度。


2.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽之间形成有阱区凹陷。


3.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽的每一者的沟槽侧壁具有阶梯形状或凸起边缘，使得所述第一沟槽和所述第二沟槽的每一者从底部到顶部的宽度为阶梯式增加。


4.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，在所述第一沟槽和所述第二沟槽中的至少一者中，从沟槽顶部到沟槽侧壁的凸起边缘底部的深度是Da，从所述沟槽顶部到所述沟槽侧壁的凸起边缘顶部的深度是Db，以及从所述沟槽侧壁的凸起边缘底部到所述沟槽底部的深度是Dc，于此Da＞Db、Da＞Dc，且Db≈Dc。


5.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，从所述沟槽顶部到所述沟槽侧壁的凸起边缘顶部的所述深度Db大于0.2微米。


6.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，在所述第一沟槽和所述第二沟槽中的至少一者中，沟槽顶部的最大宽度是Wa，沟槽侧壁的凸起边缘的宽度是Wb，以及沟槽底部的最大宽度是Wc，于此Wa＞Wb＞Wc，Wa=Wb+2*Ws，Ws是隔片的宽度。


7.根据权利要求6的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述隔片的宽度大于300Å，以及所述隔片的材料是氮化物。


8.根据权利要求1的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述屏蔽栅沟槽型MOSFET结构进一步包括：
第三沟槽，形成在所述外延半导体层、所述源区和所述阱区的内部；
第一绝缘层，形成在所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第三沟槽的内部；
源极电极，形成在所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第二源极导电通道之上；以及
栅极电极，形成在所述第三沟槽之上，
其中开口形成在所述源极电极和所述栅极电极之间。


9.根据权利要求8的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，
在所述第一沟槽的内部，源极导体、介电质层和第一源极导电通道形成在所述第一绝缘层的内部，且所述第一源极导电通道电性连接所述源极电极和所述源极导体；
在所述第二沟槽的内部，第一栅极氧化物、第一屏蔽导体和所述介电质层形成在所述第一绝缘层的内部；以及
在所述第三沟槽的内部，第二栅极氧化物、第二屏蔽导体、栅极接触区和栅极导电通道形成在所述第一绝缘层的内部，所述栅极导电通道电性连接所述栅极电极和所述栅极接触区，且所述栅极接触区连接所述栅极导电通道和所述第二屏蔽导体。


10.根据权利要求9的屏蔽栅沟槽型MOSFET结构，其特征在于，所述屏蔽栅沟槽型MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国江，于世珩，张胜凯，白宗伟，
申请(专利权)人：江苏长晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32