一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法，涉及半导体功率器件技术领域。该器件包括：第一沟槽，第二沟槽，第一导电外延层，第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；第一沟槽和第二沟槽分别设置在所述第一导电外延层内；所述第一沟槽远离所述第二沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；所述第一沟槽和所述第二沟槽之间设置第一层第二导电类型体区；所述第二沟槽远离所述第一沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；在所述第一沟槽与所述第二沟槽之间，所述第一沟槽的一侧和所述第二沟槽的一侧设置接触孔。的一侧设置接触孔。的一侧设置接触孔。

【技术实现步骤摘要】
一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件
，更具体的涉及一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法。

技术介绍

[0002]传统功率器件MOSFET（Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，金属氧化物半导体场效晶体管）的有源区设计中，目前主要采用几十甚至上百万的不断重复的原胞单元排列组成MOSFET器件的导电功能区域，该区域不仅承载着功率MOSFET的开启，同时也是功率MOSFET承受雪崩冲击时的重要区域，导电功能区域的强壮与否直接决定了器件在线性区的SOA（Safety Operation Area，安全工作区）的宽与窄。
[0003]为了增强器件的SOA，需要在器件有源区结构做进一步的改进和优化来改善ZTC（zero temperature coefficient
‑
point，零温度系数点），其中，ZTC位置指的是器件在常温（如25摄氏度）和高温下（如150摄氏度）转移特性曲线的交叉点位置，位于交叉点下方区域，器件的ID随着温度的增加也不断增加显示为正反馈，为正温度系数，而位于交叉点上方区域，器件的ID随着温度的增加也减小显示为负反馈，为负温度系数。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法，通过在有源区中集成低浓度的MOSFET结构区域，并在该区域开启电低压低于器件有源区剩余区域，从而达到增强器件SOA宽度的方法。
[0005]本专利技术实施例提供一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件，包括：第一沟槽，第二沟槽，第一导电外延层，第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；第一沟槽和第二沟槽分别设置在所述第一导电外延层内；所述第一沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽和所述第二沟槽之间设置第一层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第二沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽与所述第二沟槽之间，所述第一沟槽的一侧和所述第二沟槽的一侧分别设置接触孔。
[0006]优选地，所述接触孔分别为第一接触孔，第二接触孔和第三接触孔；第一接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第二层第二导电类型体区相接触，且所述第一接触孔的底部设置第一欧姆接触区；第二接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第一层第二导电类型体区相接触，且所述第二接触孔的底部设置第二欧姆接触区；第三接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第二层第二导电类型体区相接触，且所述第三接触孔的底部设置第三欧姆接触区。
[0007]本专利技术实施例提供一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件制备方法，包括：在第一沟槽的内部和第二沟槽的内部依次形成栅氧化层和多晶硅层；通过第一次体区离子注入，在第一导电外延层内形成第一层第二导电类型体区；在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的所述栅氧化层上形成第二光刻胶层，通过第二次体区离子注入，在所述第一沟槽的一侧的第一层第二导电类型体区内和所述第二沟槽的一侧的第一层第二导电类型体区内形成第二层第二导电类型体区；通过第一次源区离子注入，在第一导电外延层内形成第一导电类型源区；在所述第一导电外延层上方形成隔离氧化层，并在所述隔离氧化层上形成接触孔。
[0008]优选地，所述通过第一次源区离子注入，在第一导电外延层内形成第一导电类型源区，具体包括：在所述第一沟槽的上表面和所述第二沟槽的上表面形成第三光刻胶层，通过第一次源区离子注入，在第一沟槽的一侧的第二层第二导电类型体区内形成第一导电类型源区，在第二沟槽的一侧的第二层第二导电类型体区内形成第一导电类型源区以及在位于第一沟槽和第二沟槽之间的第一层第二导电类型体区内形成第一导电类型源区。
[0009]优选地，所述在所述隔离氧化层上形成接触孔，具体包括：在所述第二沟槽的一侧，形成第一接触孔，在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间形成第二接触孔，在所述第一沟槽的一侧，形成第三接触孔；在所述第一接触孔的底部形成第一欧姆接触区，在所述第二接触孔的底部形成第二欧姆接触区，在所述第三接触孔的底部形成第三欧姆接触区；在所述第一接触孔，第二接触孔和第三接触孔内沉淀金属，并与位于隔离层上方的金属层相接触。
[0010]优选地，所述在第一沟槽的内部和第二沟槽的内部依次形成栅氧化层和多晶硅层，具体包括：在所述第一沟槽的内部，所述第一沟槽的顶部两侧，所述第二沟槽的内部以及所述第二沟槽的顶部两侧形成栅氧化层；在所述第一沟槽的内部，所述第一沟槽的顶部两侧，所述第二沟槽的内部以及所述第二沟槽的顶部两侧的所述栅氧化层上形成多晶硅层；将位于第一沟槽的顶部，第一沟槽的顶部两侧，第二沟槽的顶部以及第二沟槽的顶部两侧的多晶硅层刻蚀掉。
[0011]优选地，所述在第一沟槽的内部和第二沟槽的内部依次形成栅氧化层和多晶硅层之前，还包括，去除第一导电外延层上的第一氧化层和第一光刻胶层；在所述第一沟槽的内部，所述第一沟槽的顶部两侧，所述第二沟槽的内部以及所述第二沟槽的顶部两侧形成牺牲氧化层。
[0012]本专利技术实施例提供一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件及制备方法，该器件包括：第一沟槽，第二沟槽，第一导电外延层，第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；第一沟槽和第二沟槽分别设置在所述第一导电外延层内；所述第一沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽和所述第二沟槽之间设置第一层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第二沟槽
的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽与所述第二沟槽之间，所述第一沟槽的一侧和所述第二沟槽的一侧分别设置接触孔。该器件在有源区集成了一个低浓度的MOSFET结构区域，该低浓度区域的阈值电压低于器件有源区剩余的其他区域，从而可以使得器件的ZTC位置以上的区域更宽，从而能够改善器件的热特性以及扩大器件的SOA区域，使得器件的抗冲击力足够强壮，再者，本专利技术实施例提供的器件制备方法与传统功率MOSFET器件外围制造工艺相兼容，能够同时满足中低压功率MOSFET的产品需求。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利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专利技术的一些实施例，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。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件制备流程示意图；图3A为本专利技术实施例提供的在第一导电外延层上制备二氧化硅硬掩膜版结构示意图；图3B为本专利技术实施例提供的通过光刻胶及硬掩模版确定沟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件，其特征在于，包括：第一沟槽，第二沟槽，第一导电外延层，第一层第二导电类型体区和第二层第二导电类型体区；第一沟槽和第二沟槽分别设置在所述第一导电外延层内；所述第一沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽和所述第二沟槽之间设置第一层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第二沟槽的一侧从下至上设置第一层第二导电类型体区，第二层第二导电类型体区和第一导电类型源区；所述第一沟槽与所述第二沟槽之间，所述第一沟槽的一侧和所述第二沟槽的一侧分别设置接触孔。2.如权利要求1所述的MOSFET器件，其特征在于，所述接触孔分别为第一接触孔，第二接触孔和第三接触孔；第一接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第二层第二导电类型体区相接触，且所述第一接触孔的底部设置第一欧姆接触区；第二接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第一层第二导电类型体区相接触，且所述第二接触孔的底部设置第二欧姆接触区；第三接触孔的一端贯穿第一导电类型源区与第二层第二导电类型体区相接触，且所述第三接触孔的底部设置第三欧姆接触区。3.一种强鲁棒性沟槽MOSFET器件制备方法，其特征在于，包括：在第一沟槽的内部和第二沟槽的内部依次形成栅氧化层和多晶硅层；通过第一次体区离子注入，在第一导电外延层内形成第一层第二导电类型体区；在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的所述栅氧化层上形成第二光刻胶层，通过第二次体区离子注入，在所述第一沟槽的一侧的第一层第二导电类型体区内和所述第二沟槽的一侧的第一层第二导电类型体区内形成第二层第二导电类型体区；通过第一次源区离子注入，在第一导电外延层内形成第一导电类型源区；在所述第一导电外延层上方形成隔离氧化层，并在所述隔离氧化层上形成接触孔。4.如权利要求3所述的强鲁棒性沟槽MOSFET器件制备方法，其特征在于，所述通过第一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁力鹏，苏毅，常虹，唐呈前，段双亮，
申请(专利权)人：华羿微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：