[发明专利]沟槽金属氧化物场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Trench MOSFET(沟槽金属氧化物场效应晶体管) 及其制造方法。具体地，本发明涉及一种Trench MOSFET，其中，选择 性地增加了位于栅极的下部和外延层之间的扩散氧化膜层的厚度，因此减 少了重叠区中的寄生电容，从而提高了开关速度，本发明还涉及一种制造 所述Trench MOSFET的方法。

背景技术

一般地，Trench MOSFET是一种晶体管，其中，沟道在垂直方向上 形成并且栅极形成在源极和漏极之间延伸的沟槽中。

这种Trench MOSFET镶有例如氧化层的薄绝缘层、填充有例如多晶 硅的导体并且允许低电流的流动，从而提供一种低值的特定导通电阻。 下面将参照有关附图对常规的Trench MOSFET进行详细描述。

图1表示常规Trench MOSFET的截面图。

如图1所示，常规Trench MOSFET包括基层10、形成在基层10上的外 延层20以及主体层30，所述主体层30形成在外延层20上并且掺有与外 延层20类型相对的掺杂剂。同样，在主体层30的中央部分以及外延层20 的上面部分中，形成具有预定厚度的沟槽41，所述沟槽41为栅极的形成 区域。

在沟槽41的两侧部上形成有具有较薄厚度的第一栅极氧化膜层A，在所述 第一栅极氧化膜层A上形成有栅极40，所述栅极40从主体层30连接到外 延层20。另外，第二栅极氧化膜层70形成在栅极40上。另外，源极区50 和接触区60形成在主体层30上，上部金属80形成在第二栅极氧化膜层 70、源极区50和接触区60上部。

因此，常规Trench MOSFET通过根据栅极40的开/关在源极区50和对应 于漏极区的外延层20之间建立或断开电连接而实现开关功能。

但是，常规Trench MOSFET具有以下问题。

常规Trench MOSFET包括一个重叠区，所述重叠区具有在栅极40和外延 层20之间形成的薄的第一栅极氧化膜层A。所述薄的第一栅极氧化膜层A 用作栅极40和对应于漏极区的外延层20之间的寄生电容，因此，在对 Trench MOSFET进行开/关控制时，增加了延时并且降低了Trench  MOSFET的开关速度，从而导致Trench MOSFET的性能产生恶化。

还有并且，当由于所述薄膜的第一栅极氧化膜层A的存在而在沟槽41周 围的外延层20和主体30之间出现泄漏电流时，电场增加，从而导致主体 层30和外延层20之间的击穿电压的降低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中出现的上述问题。本发明提供一种 Trench MOSFET及其制造方法，其中，选择性地增加了位于栅极的下部 和外延层之间的扩散氧化膜层的厚度，因此减少了重叠区中生成的寄生电 容，最终提高了开关速度。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种Trench MOSFET包括：基层， 具有依次形成在其上面的外延层和主体层；沟槽，垂直形成在所述外延层 和所述主体层的中央部分中；第一栅极氧化膜层，形成在所述沟槽的两侧 壁上；扩散氧化膜层，形成在所述沟槽的下部表面及所述基层的上部之间 的外延层，所述扩散氧化膜层的厚度大于所述第一栅极氧化膜层的厚度， 并且所述扩散氧化膜层的宽度大于所述沟槽的宽度；栅极，形成在具有所 述第一栅极氧化膜层的所述沟槽中；第二栅极氧化膜层，形成在所述栅极 上；以及源极区，形成在所述栅极的上部两侧上，从而减少了对应于漏极 区的外延层和栅极之间生成的寄生电容，从而提高了开关速度。

与栅极下部接触的扩散氧化膜层的上部形成有空洞。所述扩散氧化膜层可 以具有从到的厚度，优选地，从到的厚度。 所述Trench MOSFET还可以包括上部金属，所述金属形成在所述上部暴 露的第二栅极氧化膜层和源极区上，还可以包括形成在所述主体层不具有 所述源极区的部分上的高浓度接触区。所述源极区可形成在主体层上，高 浓度接触区可形成在所述主体层不具有所述源极区的上部表面上。

基层、外延层和源极区可掺有N型掺杂剂，主体层可掺有P型掺杂剂，接 触区可掺有高浓度P+型掺杂剂。可选择地，基层、外延层和源极区可掺有 P型掺杂剂，主体层可掺有N型掺杂剂，接触区可掺有高浓度N+型掺杂 剂。