[发明专利]沟槽MOSFET器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种沟槽MOSFET器件及其制作方法。

背景技术

在半导体器件的发展过程中，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)器件的发展主要有两个方向：第一，高压和超高压方向。即希望器件有较高的耐压，但仍有较低的导通电阻。向此方向发展的MOSFET器件通常有较厚的低掺杂外延层以承受高压，所以，外延层漂移电阻在导通电阻中占有决定性的地位。第二，低压和超低压方向。即对器件承受耐压能力相对不高，但是要求器件有极低的导通电阻和较高的开关速度，该方向是目前MOSFET器件发展更为主导的方向。

低压MOSFET器件为实现极低的导通电阻，要求每个MOSFET器件由更多更小的原胞组成。早期的低压MOSFET器件大多采用平面工艺进行生产，但是由于平面工艺不利于单个原胞面积的减小，进而不利于较低导通电阻的形成。目前普遍采用挖槽工艺制作MOSFET器件(通常称之为沟槽MOSFET器件)，该工艺能极大地增加原胞的密度，利于降低导通电阻。

利用挖槽工艺制作低压MOSFET器件，由于器件的耐压要求不是很高，所以外延层可以较薄或者掺杂浓度可以较高，故外延层漂移电阻在导通电阻中所占比例减小，而沟道电阻对导通电阻的影响则明显增大，因此，在原胞密度一定的情形下，减小沟道电阻能有效地减小导通电阻。通过挖槽工艺制作低压MOSFET器件时，在沟道长度一定的情形下，可通过增加沟道宽度来减小沟道电阻。

现有工艺中所形成的沟槽一般为条形结构或方形结构。参考图1、图2和图3，图1和图2所示均为一个原胞内沟槽和接触孔的俯视结构图，图3为图1中沿直线AA′方向的剖面结构示意图。图1中示出了两个分离的条形沟槽1和2(阴影部分)以及条形沟槽1和2中间的接触孔3。图2中示出了形成环形通道的方形沟槽4，所述环形通道所包围的区域中设置有接触孔5。图3中剖面结构由下至上依次为本体层6、外延层7、介质层8和金属层9；外延层7中设置有条形沟槽1和2、位于条形沟槽1和2中间的体区11、位于体区11中的源极10；接触孔3贯穿介质层8，且底部延伸至外延层7中的体区11，所述接触孔3起到连接源极10和金属层9的作用；源极10底部至体区11底部的高度d即为沟道长度。图1和图2中沟槽边缘上的虚线段之和即为沟道宽度。

在沟道长度一定的情形下，由条形沟槽或方形沟槽所决定的沟道宽度很难再进一步增加，因此，难以进一步减小沟道电阻，进而难以减小导通电阻。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种沟槽MOSFET器件及其制作方法，该沟槽MOSFET器件能有效地减小沟道电阻，进而减小导通电阻。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种沟槽MOSFET器件，该器件包括：

基底，所述基底包括本体层和所述本体层之上的外延层；

位于所述外延层中的第一沟槽和接触孔；其中，所述第一沟槽为梳状沟槽。

优选的，所述沟槽MOSFET器件还包括：位于所述外延层中与所述第一沟槽相连通的第二沟槽。

优选的，所述沟槽MOSFET器件还包括：位于所述外延层中与所述第一沟槽成对称结构的第三沟槽。

优选的，上述沟槽MOSFET器件中，所述第二沟槽为方形、六角形或圆形沟槽。

优选的，所述沟槽MOSFET器件还包括：位于所述外延层上的介质层；位于所述介质层上的金属层。

优选的，上述沟槽MOSFET器件中，所述接触孔穿过所述介质层与所述金属层相连。

优选的，所述沟槽MOSFET器件还包括：位于所述本体层下表面的漏极。

本发明还提供了一种沟槽MOSFET器件的制作方法，该方法包括：

提供基底，所述基底包括本体层和所述本体层之上的外延层；

在所述外延层中形成具有梳状结构的第一沟槽。

优选的，本发明所提供的沟槽MOSFET器件的制作方法还包括：

在所述外延层上形成介质层；

在所述介质层中形成接触孔，且所述接触孔的底部伸入到所述外延层中；

在所述介质层上形成金属层。

优选的，本发明所提供的沟槽MOSFET器件的制作方法还包括：在所述外延层中形成与所述第一沟槽相连通的第二沟槽；其中，所述第二沟槽的形状为方形、圆形或六角形。