低开关损耗的SGT MOSFET器件制造技术

技术编号:41120287 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-25 14:09
本技术属于半导体技术领域,具体涉及一种低开关损耗的SGT MOSFET器件,包括外延层;一体区,体区位于外延层上方;一源区,源区位于体区上方;一沟槽,沟槽位于外延层上并延伸穿过体区和源区,沟槽内的中部具有栅极多晶硅,沟槽内的上部填充有介质隔离部,介质隔离部位于栅极多晶硅上。本技术通过在栅极多晶硅上方填充介质隔离部以及在源区下方增加旋转注入源区,来增加介质隔离层的厚度d和降低接触面积S,以及使N+带一定角度的方式注入,最小程度的控制N+注入区域体积,从而降低电容,最终降低器件的开关损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体,具体涉及一种低开关损耗的sgt mosfet器件。


技术介绍

1、sgt(屏蔽栅极沟槽型)mosfet器件是一种新型的功率半导体器件,相比于传统的trench mosfet器件,sgt mosfet器件沟槽更深,通过屏蔽栅结构,大大减小了栅极与漏极之间的电容的交叠面积,降低了栅漏电容,从而使得sgt mosfet器件的栅电荷大大降低,最终大大提高器件的开关速度,降低开关损耗。

2、图1所示,是一种sgt mosfet器件,包括外延层(epi)101、外延层101中沟槽(trench)102、源极多晶硅(source poly)103、栅极多晶硅(gate poly)104、源极多晶硅103和栅极多晶硅104之间的隔离氧化物层(ipo)105、栅极氧化物介质层(gox)106、p型掺杂区(p-body)107、n型掺杂区(n+)108、连接孔(ct)109、介质隔离层(ild)110、金属层(metal)111等部分。

3、由于栅极多晶硅104和n型参杂区108的设计,介质隔离层110的厚度不够以及n型参杂区108的注入体积较大,导致输入电容过高以及通态电阻(rdson)偏大,从而大大影响了器件的开关性能。


技术实现思路

1、针对现有的sgt mosfet器件依然存在较大的开关损耗,影响器件的开关性能的技术问题,本技术的目的在于提供一种低开关损耗的sgt mosfet器件。

2、本技术的低开关损耗的sgt mosfet器件包括:</p>

3、一外延层;

4、一体区,所述体区位于所述外延层上方;

5、一源区,所述源区位于所述体区上方;

6、一沟槽,所述沟槽位于所述外延层上并延伸穿过所述体区和所述源区,所述沟槽内的中部具有栅极多晶硅,所述沟槽内的上部填充有介质隔离部,所述介质隔离部位于所述栅极多晶硅上。

7、较佳地是,所述源区靠近所述沟槽的侧壁朝向所述体区具有旋转注入源区,所述旋转注入源区夹设于所述体区与所述沟槽的侧壁之间。

8、较佳地是,所述沟槽内还具有:

9、一源极多晶硅,所述源极多晶硅位于所述沟槽内的下部;

10、一隔离氧化物层,所述隔离氧化物层位于所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅之间,由所述隔离氧化物层将所述栅极多晶硅和所述源极多晶硅隔开。

11、较佳地是,所述沟槽还包括:

12、一栅极氧化物介质层,所述栅极氧化物介质层的下部位于所述栅极多晶硅与所述沟槽之间,所述栅极氧化物介质层的上部位于所述介质隔离部与所述沟槽之间;由所述栅极氧化物介质层将所述栅极多晶硅和所述沟槽隔开,所述栅极氧化物介质层的底部连接所述隔离氧化物层。

13、较佳地是,所述沟槽还包括:

14、一源极氧化物介质层,所述源极氧化物介质层位于所述源极多晶硅与所述沟槽之间,由所述源极氧化物介质层将所述源极多晶硅和所述沟槽隔开,所述源极氧化物介质层的顶部连接所述隔离氧化物层。

15、较佳地是,所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.5~1.3:10,优选为0.7~1.1:10,更优选为0.9:10。

16、较佳地是,所述旋转注入源区的高度与所述源区本部的高度比为7~10:10,优选8.5~10:10,更优选为10:10。

17、较佳地是,所述旋转注入源区的宽度与所述源区本部的高度比为3~5:10,优选3.5~4.5:10,更优选为4:10。

18、较佳地是,所述体区和所述源区位于所述沟槽外上部。

19、较佳地是,所述源区的顶部与所述沟槽的顶部齐平。

20、较佳地是,所述隔离氧化物层位于所述沟槽的中部。

21、较佳地是,所述低开关损耗的sgt mosfet器件还包括:

22、一介质隔离层,所述介质隔离层位于所述源区上方并覆盖在所述介质隔离部;

23、一金属层,所述金属层位于所述介质隔离层上方。

24、较佳地是,所述低开关损耗的sgt mosfet器件还包括:

25、一连接孔,所述连接孔上端连接所述金属层,所述连接孔下端依次贯穿所述介质隔离层和所述源区并延伸入于所述体区;

26、所述沟槽从上往下依次贯穿所述源区和所述体区并延伸入于所述外延层。

27、本技术的积极进步效果在于:

28、1)本技术通过将栅极多晶硅相比现有器件多做一定量回刻,在回刻处填充隔离介质,即在栅极多晶硅和隔离介质层之间增加了一个隔离介质部,即等效增加了电容间的厚度,降低y方向cgs1,并且减少了栅极多晶硅和硅的接触面积,即等效减小了电容面积,降低x方向栅极多晶硅到接触孔间的cgs2,从而降低输入电容,优化开关损耗。

29、2)本技术形成源区时使用带倾角(30°)的旋转注入工艺,使n+能够带一定角度方式注入,形成源区的同时在沟槽侧壁同步形成旋转注入源区,相比现有工艺不额外增加工艺成本;与垂直表面注入相比,带一定角度注入可以降低输入电容同时最小程度的控制n+注入区域体积,抑制由于n+注入区域增加造成的通态电阻rdson上升。

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【技术保护点】

1.一种低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述低开关损耗的SGT MOSFET器件包括:

2.如权利要求1所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述源区靠近所述沟槽的侧壁朝向所述体区具有旋转注入源区,所述旋转注入源区夹设于所述体区与所述沟槽的侧壁之间。

3.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述沟槽内还具有:

4.如权利要求3所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述沟槽还包括:

5.如权利要求3所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述沟槽还包括:

6.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.5~1.3:10。

7.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.7~1.1:10。

8.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.9:10。

9.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的高度与所述源区本部的高度比为7~10:10。

10.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的高度与所述源区本部的高度比为8.5~10:10。

11.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的高度与所述源区本部的高度比为10:10。

12.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的宽度与所述源区本部的高度比为3~5:10。

13.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的宽度与所述源区本部的高度比为3.5~4.5:10。

14.如权利要求2所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述旋转注入源区的宽度与所述源区本部的高度比为4:10。

15.如权利要求1所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述体区和所述源区位于所述沟槽外上部。

16.如权利要求1所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述源区的顶部与所述沟槽的顶部齐平。

17.如权利要求3所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述隔离氧化物层位于所述沟槽的中部。

18.如权利要求1所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述低开关损耗的SGT MOSFET器件还包括:

19.如权利要求18所述的低开关损耗的SGT MOSFET器件,其特征在于所述低开关损耗的SGT MOSFET器件还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述低开关损耗的sgt mosfet器件包括:

2.如权利要求1所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述源区靠近所述沟槽的侧壁朝向所述体区具有旋转注入源区,所述旋转注入源区夹设于所述体区与所述沟槽的侧壁之间。

3.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述沟槽内还具有:

4.如权利要求3所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述沟槽还包括:

5.如权利要求3所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述沟槽还包括:

6.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.5~1.3:10。

7.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.7~1.1:10。

8.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述介质隔离部的高度与所述沟槽的深度之比为0.9:10。

9.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述旋转注入源区的高度与所述源区本部的高度比为7~10:10。

10.如权利要求2所述的低开关损耗的sgt mosfet器件,其特征在于所述旋转注入源...

【专利技术属性】
技术研发人员:覃源高盼盼
申请(专利权)人:合肥矽普半导体科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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