一种双沟道MOSFET器件及其制造方法技术

一种双沟道MOSFET器件及其制造方法，器件包括至少一个元胞，元胞包括：漏区、第一漂移区、第二漂移区、横向沟槽栅、体区、源区、竖向沟槽栅以及源极电极。第二漂移区位于第一漂移区的上方，横向沟槽栅位于第二漂移区中，横向沟槽栅包括横向栅极以及第一栅介质层；竖向沟槽栅包括竖向栅极以及第二栅介质层；第二栅介质层的底部与第二漂移区接触，或第二栅介质层的底部与第一栅介质层接触；其中，竖向栅极连接第二栅电极，横向栅极连接第一栅电极。通过分别设立竖向栅极和横向栅极，且将其分别引出不同的栅极电极，这样就可以形成横竖两种不同的导电沟道。通过给不同的栅极电极分别加电压，就可以有两种不同电压的阈值电压。就可以有两种不同电压的阈值电压。就可以有两种不同电压的阈值电压。

A Dual Channel MOSFET device and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种双沟道MOSFET器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种双沟道MOSFET器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]在常规功率MOSFET结构中，给定栅极一个电压，让栅极区域的p型半导体形成强反型层（即导电沟道），这个给定的栅极电压的最小值即为阈值电压（开启电压）VTH。常规条件下，MOSFET（以N type MOSFET为例） 是依靠此栅极电压形成导电沟道来控制和传导电流的。其电压大小与沟道掺杂浓度（多为P型掺杂），栅极氧化层厚度相关。
[0003]传统的MOSFET只有一种方向的导电沟道，且单一元胞的沟道开启位置固定，那么其阈值电压VTH的值为固定，其只能接收一种栅极驱动信号，但是在特殊电路应用中，存在需要接受两种栅极信号的电路需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是现有的MOSFET器件只能接收一种栅极驱动信号的技术问题。
[0005]根据第一方面，一种实施例中提供一种双沟道MOSFET器件，包括至少一个元胞，元胞包括：漏区，其具有第二导电类型；第一漂移区，其位于漏区的上方，具有第二导电类型；第二漂移区，其位于第一漂移区的上方，具有第二导电类型；横向沟槽栅，其位于第二漂移区中；横向沟槽栅包括横向栅极以及第一栅介质层；体区，其位于第二漂移区上方，具有第一导电类型，第一导电类型和第二导电类型属于不同的半导体导电类型；源区，其位于体区上，具有第二导电类型；竖向沟槽栅，其位于横向沟槽栅的上方，竖向沟槽栅穿通源区以及体区，竖向沟槽栅包括竖向栅极以及第二栅介质层；第二栅介质层的底部与第二漂移区接触，和/或，第二栅介质层的底部与第一栅介质层接触；其中，竖向栅极连接第二栅电极，横向栅极连接第一栅电极；源极电极，穿通源区与部分体区，体区和源区分别与源极电极电连接。
[0006]根据第二方面，一种实施例中提供一种双沟道MOSFET器件的制造方法，包括：提供一衬底，衬底具有第二导电类型，用于在双沟道MOSFET器件中作为漏区；在衬底上形成第一漂移区，第一漂移区具有第二导电类型；在第一漂移区上形成横向沟槽栅以及第二漂移区，其中，横向沟槽栅位于第二漂移区中；横向沟槽栅包括横向栅极以及第一栅介质层；在第二漂移区上形成体区，在体区上形成源区，源区具有第二导电类型，体区具有
第一导电类型，第一导电类型和第二导电类型属于不同的半导体导电类型；形成穿通源区以及体区的竖向沟槽栅，竖向沟槽栅包括竖向栅极以及第二栅介质层；第二栅介质层的底部与第二漂移区接触，或第二栅介质层的底部与第一栅介质层接触；其中，竖向栅极连接第二栅电极，横向栅极连接第一栅电极；形成穿通源区与部分体区的源极电极，体区和源区分别与源极电极电连接。
[0007]依据上述的双沟道MOSFET器件及其制造方法，通过分别设立竖向栅极和横向栅极，且将其分别引出不同的栅极电极，这样就可以形成横竖两种不同的导电沟道。通过给不同的栅极电极分别加电压，就可以有两种不同电压的阈值电压。
附图说明
[0008]图1为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的结构示意图（一）；图2为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的结构示意图（二）；图3为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（一）；图4为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（二）；图5为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（三）；图6为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（四）；图7为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（五）；图8为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（六）；图9为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的过程示意图（七）；图10为一种实施例提供的双沟道MOSFET器件的制造方法的流程图。
[0009]附图标记：1
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漏区；2
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第一漂移区；3
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第二漂移区；4
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横向沟槽栅；41
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横向栅极；42
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第一栅介质层；5
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体区；6
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源区；7
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竖向沟槽栅；71
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竖向栅极；72
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第二栅介质层；8
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源极电极。
具体实施方式
[0010]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0011]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0012]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
[0013]在本申请中，第一导电类型和第二导电类型属于不同的半导体导电类型，第一导电类型与第二导电类型为P型与N型，当第一导电类型为N型时，第二导电类型则为P型，反之亦然。
[0014]在本申请中，通过分别设置竖向栅极71以及横向栅极41，分别连接不同的第二栅电极以及第一栅电极，第二栅电极以及第一栅电极用于分别连接不同的电压。竖向沟槽栅7以及横向沟槽栅4对应形成两种不同的导电沟槽，实施例一：请参考图1和图2，一种双沟道MOSFET器件，包括至少一个元胞，元胞可以包括：漏区1、第一漂移区2、第二漂移区3、横向沟槽栅4、体区5、源区6、竖向沟槽栅7以及源极电极8。在本实施例中，以第一导电类型为P型，第二导电类型为N型为例进行说明。
[0015]漏区1具有第二导电类型；例如，可以采用N型的单晶硅衬底作为漏区1。
[0016]第一漂移区2位于漏区1的上方，具有第二导电类型。第一漂移区2可以是通过外延形成在衬底上的半导体层（或称外延层）；或者是，采用衬底作为第一漂移区2，在衬底（此时为第一漂移区2）的背面上采用外延或掺杂形成掺杂浓度更大的漏区1。
[0017]第二漂移区3位于第一漂移区2的上方，具有第二导电类型。可以是通过外延的方式形成在第一漂移区2上；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双沟道MOSFET器件，包括至少一个元胞，其特征在于，所述元胞包括：漏区（1），其具有第二导电类型；第一漂移区（2），其位于所述漏区（1）的上方，具有第二导电类型；第二漂移区（3），其位于所述第一漂移区（2）的上方，具有第二导电类型；横向沟槽栅（4），其位于所述第二漂移区（3）中；所述横向沟槽栅（4）包括横向栅极（41）以及第一栅介质层（42）；体区（5），其位于所述第二漂移区（3）上方，具有第一导电类型，所述第一导电类型和第二导电类型属于不同的半导体导电类型；源区（6），其位于所述体区（5）上，具有第二导电类型；竖向沟槽栅（7），其位于所述横向沟槽栅（4）的上方，所述竖向沟槽栅（7）穿通所述源区（6）以及体区（5），所述竖向沟槽栅（7）包括竖向栅极（71）以及第二栅介质层（72）；所述第二栅介质层（72）的底部与所述第二漂移区（3）接触，和/或，所述第二栅介质层（72）的底部与所述第一栅介质层（42）接触；其中，所述竖向栅极（71）连接第二栅电极，所述横向栅极（41）连接第一栅电极；源极电极（8），穿通所述源区（6）与部分所述体区（5），所述体区（5）和源区（6）分别与所述源极电极（8）电连接。2.如权利要求1所述的双沟道MOSFET器件，其特征在于，所述横向沟槽栅（4）的厚度小于或等于所述第二漂移区（3）的厚度；和/或，所述第二漂移区（3）的掺杂浓度大于所述第一漂移区（2）的掺杂浓度。3.如权利要求1所述的双沟道MOSFET器件，其特征在于，所述横向栅极（41）的宽度大于所述竖向栅极（71）的宽度，所述横向栅极（41）的一个侧面与所述竖向栅极（71）的同侧的侧面位于同一面上。4.如权利要求3所述的双沟道MOSFET器件，其特征在于，所述第一栅介质层（42）的一个侧面与所述第二栅介质层（72）的同侧的侧面位于同一面上。5.如权利要求1所述的双沟道MOSFET器件，其特征在于，所述第一栅介质层（42）与所述体区（5）接触，所述第二栅介质层（72）的底部与所述第一栅介质层（42）接触。6.如权利要求5所述的双沟道MOSFET器件，其特征在于，所述第一栅介质层（42）与所述第一漂移区（2）接触，所述横向沟槽栅（4）的厚度等于所述第二漂移区（3）的厚度。7.一种双沟道MOSFET器件的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩宇，李伟聪，姜春亮，雷秀芳，
申请(专利权)人：深圳市威兆半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：