超级结MOSFET的元胞结构制造技术

本发明专利技术公开了一种超级结MOSFET的元胞结构，该结构包括：衬底重掺杂区，位于衬底重掺杂区之上的外延漂移区，位于外延漂移区中水平排布的两个半绝缘柱区；在所述半绝缘柱区之间有栅极沟槽；所述沟槽底部填充浮空栅，浮空栅上为栅极导电多晶硅；所述栅极沟槽内壁与浮空栅和栅极导电多晶硅之间有栅氧化膜；在所述栅极沟槽左右分别与半绝缘柱区之间形成阱区；在阱区上部形成源区；源区和阱区通过接触孔连接电位。本发明专利技术解决了传统超级结MOSFET的电流密度低，反向恢复特性不好的问题，同时更好的优化了导通电阻和击穿电压之间的关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件设计领域，特别是指一种超级结MOSFET的元胞结构。
技术介绍
传统的超级结结构应用于N型纵向功率MOS器件，即N型C00LM0S结构，如图1所示，其是在重掺杂的N型硅衬底101上具有水平分布的两轻掺杂P型区102，两轻掺杂的P型区102之间具有一轻掺杂N型外延漂移区103，上部左右分别具有重掺杂的P型阱区104和位于P型阱区104中的重掺杂N型区105 (源漏区)，中间的沟道区上方淀积多晶硅栅极。该结构导通过程中只有多数载流子——电子，而没有少数载流子的参与，因此，其开关损耗与传统的功率MOSFET相同，而且其电压支持层的杂质掺杂浓度可以提高将近一个数量级；此外，由于垂直方向上插入P型区102，可以补偿过量的电流导通电荷。在漂移层加反向偏置电压，将产生一个横向电场，使PN结耗尽。当电压达到一定值时，漂移层完全耗尽，将起到电压支持层的作用。由于掺杂浓度的大幅提高，在相同的击穿电压下，导通电阻Ron可以大大降低，甚至突破硅限。此结构缩小P型区102的间距以及提高P型区102和N-型外延漂移区103的浓度，有利于增加器件整体的电流密度，以及进一步降低导通电阻Ro本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级结MOSFET的元胞结构，其特征在于，该结构包括衬底重掺杂区及第一外延漂移区和第二外延漂移区，其中：衬底重掺杂区之上是第一外延漂移区，第二外延漂移区位于最上层；位于第二外延漂移区中水平排布的两个半绝缘柱区；在所述半绝缘柱区之间具有一栅极沟槽；所述沟槽内底部是浮空栅，浮空栅上为栅极导电多晶硅，所述栅极沟槽内壁与浮空栅和栅极导电多晶硅之间有栅氧化膜；在所述栅极沟槽左右两侧与半绝缘柱区之间的区域形成两阱区，阱区上部为源区；一接触孔将源区和阱区连通引出连接电位。

【技术特征摘要】
1.一种超级结MOSFET的元胞结构，其特征在于，该结构包括衬底重掺杂区及第一外延漂移区和第二外延漂移区，其中 衬底重掺杂区之上是第一外延漂移区，第二外延漂移区位于最上层； 位于第二外延漂移区中水平排布的两个半绝缘柱区； 在所述半绝缘柱区之间具有一栅极沟槽； 所述沟槽内底部是浮空栅，浮空栅上为栅极导电多晶硅，所述栅极沟槽内壁与浮空栅和栅极导电多晶硅之间有栅氧化膜； 在所述栅极沟槽左右两侧与半绝缘柱区之间的区域形成两阱区，阱区上部为源区； 一接触孔将源区和阱区连通引出连接电位。2.如权利要求1所述的超级结MOSFET的元胞结构，其特征在于，所述第一外延漂移区的体浓度高于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓明，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：