功率MOSFET及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种功率MOSFET，其包括从半导体衬底的顶面延伸至所述半导体衬底内的半导体区，其中所述半导体区为第一导电类型。栅极介电层和栅电极设置在所述半导体区上方。漂移区为与第一导电类型相反的第二导电类型，并且从所述半导体衬底的顶面延伸至所述半导体衬底内。介电层具有在所述第一漂移区上方且与第一漂移区接触的一部分。导电场板位于所述介电层上方。源极区和漏极区在所述栅电极的相对侧。所述漏极区与所述第一漂移区接触。底层金属层在所述场板上方。本发明专利技术还公开了功率MOSFET的形成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体地，涉及功率MOSFET及其形成方法。
技术介绍
功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)包括用p型或η型掺杂物轻掺杂的漂移区。该漂移区浓度较低，因此该功率MOSFET的击穿电压增大。常规MOSFET具有延伸至各个栅电极下方的浅沟槽隔离(STI)区。漏极侧漂移区延伸至所述栅电极的下方，且临近具有与该漏极侧漂移区相反导电类型的沟道区。该沟道区也延伸至所述栅电极的下方。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，包括:半导体衬底；半导体区，从所述半导体衬底的顶面延伸至所述半导体衬底内，其中所述半导体区为第一导电类型；栅极介电层，在所述半导体区上方；栅电极，在所述栅极介电层上方；第一漂移区，从所述半导体衬底的所述顶面延伸至所述半导体衬底内，其中所述第一漂移区为与第一导电类型相反的第二导电类型；介电层，包括在所述第一漂移区的顶面上方且与所述第一漂移区的所述顶面接触的第一部分；场板，在所述介电层上方，其中所述场板导电并且包括在所述介电层的所述第一部分上方的第一部分；源极区，在所述栅电极的第一侧；漏极区，在所述栅电极的与所述第一侧相对的第二侧，其中所述漏极区与所述第一漂移区接触；以及底层金属层，在所述场板上方。在可选实施例中，所述介电层进一步包括在所述栅电极的顶面上方且与所述栅电极的所述顶面接触的第二部分，并且其中所述场板进一步包括在所述栅极介电层的所述第二部分的顶面上方且与所述栅极介电层的所述第二部分的顶面接触的第二部分。在可选实施例中，所述场板的所述第二部分的顶面高于所述场板的所述第一部分的顶面。在可选实施例中，所述介电层和所述场板不包括直接位于所述栅电极上方的部分，并且其中部分所述介电层和部分所述场板与所述栅极介电层和所述栅电极在同一水平位置。在可选实施例中，所述第一漂移区的边缘与所述栅电极的边缘大体对准。在可选实施例中，所述功率MOSFET进一步包括在所述第一漂移区下方且与所述第一漂移区对准的第二漂移区，其中所述第二漂移区为所述第二导电类型，并且其中所述第一漂移区和所述第二漂移区通过为所述第一导电类型的区域彼此分隔。在可选实施例中，所述第二漂移区是电浮置的。在可选实施例中，所述功率MOSFET进一步包括与所述第一漂移区和所述第二漂移区都接触且为所述第二导电类型的阱区。在可选实施例中，所述场板与所述源极区电连接。在可选实施例中，所述场板接地。根据本专利技术的另一个方面，提供了 一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，包括:半导体衬底；半导体区，在所述半导体衬底的表面，其中所述半导体区为第一导电类型；栅极介电层，在所述半导体区上方；栅电极，在所述栅极介电层上方；第一漂移区，从所述半导体衬底的顶面延伸至所述半导体衬底内，其中所述第一漂移区的边缘与所述栅电极的边缘大体对准；第二漂移区，在所述第一漂移区的下方且与所述第一漂移区对准，其中所述第一漂移区的一部分和所述第二漂移区的一部分通过为所述第一导电类型的区域彼此分隔，并且其中所述第一漂移区和所述第二漂移区为与所述第一导电类型相反的第二导电类型；源极区，邻近所述栅电极；以及漏极区，与所述第一漂移区接触，其中所述源极区和所述漏极区在所述栅电极的相对侧，并且其中所述漏极区与所述栅电极通过所述第一漂移区的一部分相分隔。在可选实施例中，整个所述第二漂移区与整个所述第一漂移区通过为所述第一导电类型的区域相分隔，并且其中没有为所述第二导电类型的区域互连所述第一漂移区和所述第二漂移区。在可选实施例中，所述功率MOSFET进一步包括:为所述第二导电类型的阱区，其中所述阱区电互连所述第一漂移区和所述第二漂移区。在可选实施例中，所述功率MOSFET进一步包括:介电层，包括在所述第一漂移区的顶面上方且与所述第一漂移区的所述顶面接触的一部分；场板，在所述介电层上方，其中所述场板导电并且包括在所述介电层的所述部分上方且与所述介电层的所述部分对准的一部分；以及底层金属层，在所述场板上方。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种方法，包括:在半导体区上方形成栅极介电层，其中所述半导体区为第一导电类型；在所述栅极介电层上方形成栅电极；在形成所述栅电极的步骤之后，注入所述半导体区以形成第一漂移区，其中所述第一漂移区的边缘与所述栅电极的边缘对准；注入所述半导体区以形成在所述第一漂移区下方且与所述第一漂移区垂直对准的第二漂移区，其中所述第一漂移区和所述第二漂移区为与所述第一导电类型相反的第二导电类型并且通过所述半导体区的一部分彼此分隔；在所述栅电极的第一侧形成源极区；以及在所述栅电极的第二侧形成漏极区，其中所述漏极区延伸至所述第一漂移区的第一部分内，并且所述漏极区通过所述第一漂移区的第二部分与所述栅电极分隔。在可选实施例中，所述方法进一步包括形成为所述第二导电类型的阱区，其中所述阱区将所述第一漂移区和所述第二漂移区连接，并且所述阱区的内边缘通过所述第一漂移区的另外部分与所述栅电极相分隔。在可选实施例中，所述方法进一步包括:形成介电层，所述介电层包括在所述第一漂移区的顶面上方且与所述第一漂移区的所述顶面接触的第一部分；以及在所述介电层上方形成场板，其中所述场板导电并且包括在所述介电层的所述第一部分上方且与所述介电层的所述第一部分对准的第一部分。在可选实施例中，所述方法进一步包括:在形成所述场板的步骤之后，形成层间电介质；以及在所述层间电介质内形成接触塞，其中所述接触塞与所述源极区、所述漏极区和所述栅电极连接。在可选实施例中，形成所述介电层和所述场板的步骤包括:在所述第一漂移区上方沉积所述介电层，所述介电层与所述第一漂移区接触；在所述介电层上方沉积所述场板；以及图案化所述介电层和所述场板。在可选实施例中，所述介电层进一步包括在所述栅电极的顶面上方且与所述栅电极的所述顶面接触的第二部分，并且其中所述场板进一步包括在所述介电层的所述第二部分上方且与所述介电层的所述第二部分接触的第二部分。附图说明为更完整的理解实施例及其优点，现将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中图1至图7是根据本专利技术一些典型实施例的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)制造过程中的中间阶段的剖视图。具体实施例方式下面，详细讨论本专利技术各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例是用于描述的，而不用于限制本专利技术的范围。提供了根据各典型实施例的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)及其形成方法。描述了形成该功率MOSFET的中间阶段。讨论了根据实施例的功率MOSFET的变形。在全文各个附图和描述性实施中，相同的附图标记用于表示相同的元件。如图1所示，提供半导体衬底20。半导体衬底20可包括晶体硅或其他诸如硅锗、硅碳等的半导体材料。N+埋层(NBL) 22形成在衬底20的一部分中，其中NBL邻近衬底20的顶面并位于该顶面的下方。可通过向衬底20的中间区域注入η型掺杂物来形成NBL22。例如，可通过注入浓度在大约Ix IO1Vcm3到大约Ix IO1Vcm3之间或更高浓度的磷形成NBL22。可选地，可注入诸如砷和锑的其他η型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，包括：半导体衬底；半导体区，从所述半导体衬底的顶面延伸至所述半导体衬底内，其中所述半导体区为第一导电类型；栅极介电层，在所述半导体区上方；栅电极，在所述栅极介电层上方；第一漂移区，从所述半导体衬底的所述顶面延伸至所述半导体衬底内，其中所述第一漂移区为与第一导电类型相反的第二导电类型；介电层，包括在所述第一漂移区的顶面上方且与所述第一漂移区的所述顶面接触的第一部分；场板，在所述介电层上方，其中所述场板导电并且包括在所述介电层的所述第一部分上方的第一部分；源极区，在所述栅电极的第一侧；漏极区，在所述栅电极的与所述第一侧相对的第二侧，其中所述漏极区与所述第一漂移区接触；以及底层金属层，在所述场板上方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑志昌，朱馥钰，柳瑞兴，段孝勤，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：