System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种SGTMOS器件及其制备方法、芯片技术_技高网

一种SGTMOS器件及其制备方法、芯片技术

技术编号:40298560 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-07 20:46
本申请属于功率器件技术领域,提供了一种SGTMOS器件及其制备方法、芯片,其中,漏极层、N型衬底层以及N型漂移层层叠设置,且N型漂移层设置为凹形结构,通过在N型漂移层的凹槽底部形成P型重掺杂层,并在其两侧分别形成第一N型掺杂区和第二N型掺杂区,屏蔽栅多晶硅层形成于N型漂移层的凹槽内,且与第一N型掺杂区、第二N型掺杂区之间由栅极介质层隔离,同时在N型漂移层的两侧部上方分别形成第一P阱和第二P阱,在栅极导电多晶硅层被施加电压时,可以去除屏蔽栅下方圆角位置的峰值电场,提升器件的击穿电压,并通过N型掺杂区的引入减小耗尽区的宽度,达到减小导通电阻、提升器件的性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于功率器件,尤其涉及一种sgtmos器件及其制备方法、芯片。


技术介绍

1、屏蔽栅极沟槽(shield gate trench,sgt)结构金属氧化物半导体(metal oxidesemiconductor,mos)器件作为开关器件广泛应用于电源管理系统,是核心的功率控制部件。sgtmos器件的栅极结构包括位于深沟槽中的屏蔽多晶硅结构和多晶硅栅结构,其中该屏蔽多晶硅结构位于深沟槽的下部,多晶硅栅结构位于深沟槽的上部。屏蔽多晶硅结构、多晶硅栅结构和深沟槽之间相互隔离。该有源区的顶层形成沟道区,位于沟道区上的外延层表层形成源区。源极电极通过接触孔与该源区连接,并在用于引出该源极电极的接触孔的底端周围形成重掺杂接触区,该重掺杂接触区与沟道区接触。

2、然而,目前的sgtmos器件在屏蔽栅底部存在高峰值场强的现象,该现象会导致sgtmos器件在此处发生击穿,降低器件的击穿电压(bv),最终导致器件失效,极大影响器件的性能。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种sgtmos器件及其制备方法、芯片,可以在减小器件的导通电阻的情况下提升器件的击穿电压。

2、本申请实施例第一方面提供了一种sgtmos器件,所述sgtmos器件包括:漏极层、n型衬底层、n型漂移层、p型重掺杂层、第一n型掺杂区、第二n型掺杂区、屏蔽栅多晶硅层、栅极导电多晶硅层、第一p阱、第二p阱、第一n型源区、第二n型源区、第一源极层、第二源极层、栅极层、栅极介质层;

3、所述漏极层、所述n型衬底层以及所述n型漂移层层叠设置,且所述n型漂移层为凹形结构,所述p型重掺杂层形成于所述n型漂移层的凹槽底部,所述第一n型掺杂区和所述第二n型掺杂区分别形成于所述n型漂移层的凹槽两侧壁;所述屏蔽栅多晶硅层形成于所述n型漂移层的凹槽内,且与所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区之间由所述栅极介质层隔离;

4、所述第一p阱和所述第二p阱分别设于所述n型漂移层的两侧部上方,所述第一n型源区、所述第二n型源区分别设于所述第一p阱和所述第二p阱上;

5、所述栅极导电多晶硅层形成于所述屏蔽栅多晶硅层上方,且与所述屏蔽栅多晶硅层、所述第一p阱、所述第二p阱、所述第一n型源区、所述第二n型源区之间由所述栅极介质层隔离;

6、所述第一源极层和所述第二源极层分别通过所述第一n型源区、所述第二n型源区上的通孔与所述第一p阱、所述第二p阱接触,所述栅极层与所述栅极导电多晶硅层接触。

7、在一个实施例中,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的高度相同。

8、在一个实施例中,所述屏蔽栅多晶硅层的高度小于所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的高度。

9、在一个实施例中,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的宽度由底部向顶部逐渐增加。

10、在一个实施例中,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区为梯形结构。

11、在一个实施例中,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区分别与所述p型重掺杂层的两端的接触。

12、在一个实施例中,所述第一源极层通过所述第一n型源区中的通孔深入至所述第一p阱;

13、所述第二源极层通过所述第二n型源区中的通孔深入至所述第二p阱。

14、在一个实施例中,所述栅极导电多晶硅层的宽度大于所述屏蔽栅多晶硅层的宽度。

15、本申请实施例第二方面还提供了一种sgtmos器件的制备方法,包括:

16、在n型衬底层的正面形成凹形结构的所述n型漂移层,并在所述n型衬底层的背面形成漏极层;在所述n型漂移层的凹槽底部形成p型重掺杂层,并在所述n型漂移层的凹槽两侧壁分别形成第一n型掺杂区和第二n型掺杂区;

17、在所述n型漂移层的凹槽内填充介质材料并刻蚀形成栅极介质层,并在所述栅极介质层内形成屏蔽栅多晶硅层;其中,所述屏蔽栅多晶硅层与所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区之间由所述栅极介质层隔离;

18、所述n型漂移层的两侧部上方形成第一p阱、第二p阱,并分别在所述第一p阱和所述第二p阱上形成第一n型源区、第二n型源区;

19、继续在所述n型漂移层的凹槽内填充介质材料并刻蚀处理后形成栅极导电多晶硅层;其中,所述栅极导电多晶硅层与所述屏蔽栅多晶硅层、所述第一p阱、所述第二p阱、所述第一n型源区、所述第二n型源区之间由所述栅极介质层隔离;

20、所述第一n型源区、所述第二n型源区上分别形成第一源极层和第二源极层,在所述栅极导电多晶硅层上形成栅极层;其中,所述第一源极层和所述第二源极层分别通过所述第一n型源区、所述第二n型源区上的通孔与所述第一p阱、所述第二p阱接触,所述栅极层与所述栅极导电多晶硅层接触。

21、本申请实施例第三方面还提供了一种芯片,包括如上述任一项实施例所述的sgtmos器件。

22、本申请实施例的有益效果:通过在n型漂移层的凹槽底部形成p型重掺杂层,并在其两侧分别形成第一n型掺杂区和第二n型掺杂区,屏蔽栅多晶硅层形成于n型漂移层的凹槽内,且与第一n型掺杂区、第二n型掺杂区之间由栅极介质层隔离,同时在n型漂移层的两侧部上方分别形成第一p阱和第二p阱,在第一p阱和第二p阱之间形成由栅极介质层隔离的栅极导电多晶硅层,可以去除屏蔽栅下方圆角位置的峰值电场,提升器件的击穿电压,并通过n型掺杂区的引入减小耗尽区的宽度,达到减小导通电阻、提升器件的性能的目的。

本文档来自技高网
...

【技术保护点】

1.一种SGTMOS器件,其特征在于,所述SGTMOS器件包括:漏极层、N型衬底层、N型漂移层、P型重掺杂层、第一N型掺杂区、第二N型掺杂区、屏蔽栅多晶硅层、栅极导电多晶硅层、第一P阱、第二P阱、第一N型源区、第二N型源区、第一源极层、第二源极层、栅极层、栅极介质层;

2.如权利要求1所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区的高度相同。

3.如权利要求1所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述屏蔽栅多晶硅层的高度小于所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区的高度。

4.如权利要求1所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区的宽度由底部向顶部逐渐增加。

5.如权利要求1所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区为梯形结构。

6.如权利要求1所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区分别与所述P型重掺杂层的两端的接触。

7.如权利要求1-6任一项所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述第一源极层通过所述第一N型源区中的通孔深入至所述第一P阱;

8.如权利要求1-6任一项所述的SGTMOS器件,其特征在于,所述栅极导电多晶硅层的宽度大于所述屏蔽栅多晶硅层的宽度。

9.一种SGTMOS器件的制备方法,其特征在于,包括:

10.一种芯片,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的SGTMOS器件;或者包括如权利要求9所述的SGTMOS器件的制备方法制备的SGTMOS器件。

...

【技术特征摘要】

1.一种sgtmos器件,其特征在于,所述sgtmos器件包括:漏极层、n型衬底层、n型漂移层、p型重掺杂层、第一n型掺杂区、第二n型掺杂区、屏蔽栅多晶硅层、栅极导电多晶硅层、第一p阱、第二p阱、第一n型源区、第二n型源区、第一源极层、第二源极层、栅极层、栅极介质层;

2.如权利要求1所述的sgtmos器件,其特征在于,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的高度相同。

3.如权利要求1所述的sgtmos器件,其特征在于,所述屏蔽栅多晶硅层的高度小于所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的高度。

4.如权利要求1所述的sgtmos器件,其特征在于,所述第一n型掺杂区、所述第二n型掺杂区的宽度由底部向顶部逐渐增加。

5.如权利要求1所述的sgtmos器件,...

【专利技术属性】
技术研发人员:景俊豪
申请(专利权)人:天狼芯半导体成都有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1