[发明专利]一种沟槽MOSFET器件及其制造方法无效

申请号：	200910173114.5	申请日：	2009-09-07
公开（公告）号：	CN102013438A	公开（公告）日：	2011-04-13
发明（设计）人：	谢福渊	申请（专利权）人：	力士科技股份有限公司
主分类号：	H01L29/78	分类号：	H01L29/78;H01L29/38;H01L29/06;H01L29/423;H01L29/49;H01L29/417;H01L23/52;H01L21/336;H01L21/311;H01L21/28;H01L21/265;H01L21/266;H01L21/32
代理公司：	中科专利商标代理有限责任公司 11021	代理人：	王新华
地址：	中国台湾台北***	国省代码：	中国台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	一种沟槽 mosfet 器件及其制造方法
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【说明书】：

技术领域

本发明主要涉及一种半导体功率器件的单元结构和制造方法。特别涉及一种改进的沟槽MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)结构及其新颖的制造方法，使得该沟槽MOSFET结构可以避免栅-漏之间的短接。

背景技术

现有技术中采用沟槽式栅接触区和沟槽式源体接触区的N沟道沟槽MOSFET器件如图1A所示。该N沟道沟槽MOSFET的结构包括：N+导电类型的衬底100；N导电类型的外延层102；P型体区106；N+源区108；多个位于有源区的沟槽栅110和至少一个实现栅接触的沟槽栅110’，该沟槽栅110和110’均填充以多晶硅；源金属112；栅金属112’；沟槽式源体接触区114；沟槽式栅接触区115以及绝缘层116。其中，所述沟槽式源体接触区114穿过所述绝缘层116、所述源区108并延伸入所述体区106，以实现所述源区、所述体区与源金属112之间的电气接触。同时，所述沟槽式栅接触区115穿过所述绝缘层116并延伸入所述沟槽栅110’，以实现所述沟槽栅110’与栅金属112’之间的电气接触。

现有的制造工艺步骤中，用于形成所述沟槽式源体接触区的源体接触沟槽和用于形成所述沟槽式栅接触区的栅接触沟槽由同一块掩模板定义并在同一刻蚀步骤中形成。众所周知，由于多晶硅的刻蚀速率大于单晶硅的刻蚀速率，因此在上述刻蚀的过程中，所形成的栅接触沟槽在多晶硅中的深度(如图1A中Cdploy所示)大约为源体接触沟槽在单晶硅中的深度(如图1A中Cdsi所示)的1.5倍。特别在沟槽栅深度小于1.0μm的沟槽MOSFET中，上述现象很容易导致过刻蚀的发生，即较深的栅接触沟槽会穿过沟槽栅110’并延伸入外延层102，从而导致栅-漏之间的短接，如图1B所示。

发明内容

本发明克服了现有技术中存在的一些缺点，提供了一种改进了的沟槽MOSFET结构，从而避免了沟槽MOSFET器件中栅-漏之间短接现象的发生。

根据本发明的实施例，提供了一种沟槽MOSFET结构，包括：

(a)第一导电类型的衬底；

(b)第一导电类型的外延层，该外延层位于衬底之上，且该外延层的多数载流子浓度低于衬底；

(c)在所述外延层中的多个沟槽，包括多个第一沟槽和至少一个第二沟槽，该第一沟槽位于有源区，用于形成有源区沟槽栅，该第二沟槽用于形成与栅金属相连的沟槽栅；

(d)第一绝缘层，衬于所述多个沟槽中；

(e)导电区域，位于靠近所述第一绝缘层的多个沟槽中；

(f)第二导电类型的体区，该体区位于所述外延层的上部分，且所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；

(g)第一导电类型的源区，位于所述体区的上部分，所述源区的多数载流子浓度高于所述外延层；

(h)第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖在所述外延层和外延层中沟槽栅的上表面；

(i)沟槽式源体接触区，形成于源体接触沟槽中，该沟槽式源体接触区穿过所述第二绝缘层、所述源区并延伸入所述体区；