一种超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，包括N+型衬底作为漏极，并在其上生长N型外延层，再在其之上生成的漂移区。漂移区的顶部设有P型沟道区、N+型掺杂的源极区以及P+区。栅极在P型沟道区和N+型源极区之间，通过栅极氧化层隔开。超结结构嵌入在栅极下方的漂移区内。屏蔽栅被对称放置设在器件的两边，包裹在屏蔽栅氧化层内，屏蔽栅下方填入高K介质柱。本发明专利技术与一般屏蔽栅垂直功率器件相比，通过将屏蔽栅分离成两侧屏蔽栅，使其横向辅助耗尽漂移区，其垂直耗尽变弱，从而优化了导通电阻。漂移区中嵌入超结结构，优化了漂移区的电场分布，改变了导通电阻和击穿电压之间的固定关系，从而使得两者之间有着更好的平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件中的场效应晶体管领域，具体涉及一种超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管。

技术介绍

1、随着传统平面mosfet在高电流、高电压场景中的性能有限，为满足时代需求，许多新型器件结构被相继提出。其中垂直双扩散功率场效应晶体管（vdmos）由于其独特的垂直结构，可以在小芯片面积上实现更高的电流密度和耐压能力，从而解决了平面结构的瓶颈。vdmos还利用了mosfet的低驱动功率和简单的栅极控制优点，因此迅速成为大功率电子设备和电源转换器中开关和控制应用的核心器件。

2、同时，屏蔽栅沟槽功率场效应晶体管（shielded-gate trench mosfet，sgt-mosfet）依靠着其独特的屏蔽栅结构，在垂直耗尽层的基础上引入了水平方向的耗尽层，使得电场分布改变为近似梯形，电场的垂直分布更为均匀。这使得采用同样掺杂浓度保证器件导通电阻较小的情况下，能获得更高的击穿电压，提高器件的性能。然而其击穿电压和导通电阻之间的相互制约关系仍然存在，导致其静态的品质因子fom仍较小，应用场合较为局限。目前需要打破其击穿电压和导通电阻之本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，其特征在于，它包括：

2.根据权利要求1所述的超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，其特征在于，所述衬底（1）、外延层（2）以及漂移区（3）为体硅；

3.根据权利要求1所述的超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，其特征在于，所述屏蔽栅结构（6）的长度与屏蔽栅高K结构（5）的长度相等；所述超结结构（4）的宽度小于栅极（8）的宽度；所述N+型掺杂的源极区（10）和P+区（11）的宽度相等；所述P型沟道区（12）的长度不超过栅极氧化层（9）的长度。

【技术特征摘要】

1.一种超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，其特征在于，它包括：

2.根据权利要求1所述的超结结构的侧屏蔽栅优化垂直功率场效应晶体管，其特征在于，所述衬底（1）、外延层（2）以及漂移区（3）为体硅；

3.根据权利要求1所述的超结结构的侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚宾，茹衍翔，沈阳，叶秉奕，石艳玲，李小进，陆斐，董欣宇，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：