[发明专利]通过厚底部绝缘物中的感应净电荷区的性能优良的MOSFET

权利要求书

1.一种半导体功率器件，包括：一个具有第一导电类型掺杂物的半导体衬底；

一个形成在衬底上用第一导电类型掺杂物掺杂的外延半导体区，外延半导体区的掺杂浓度低于衬底的掺杂浓度；

一个形成在外延半导体区中的沟槽；

一个形成在沟槽附近的外延半导体区中的本体区，其特征在于，所述本体区掺杂第二导电类型的掺杂物，第二导电类型与第一导电类型相反；

一个第一导电类型的源极区，其形成在沟槽附近，使本体区位于源极区和外延区之间，其中所述源极区的掺杂浓度高于外延半导体区的掺杂浓度；

一个形成在沟槽底部的厚底部绝缘物；

一个导电栅极电极，其形成在厚底部绝缘物上方的沟槽中，其中栅极电极通过厚底部绝缘物，与沟槽底部绝缘，并且通过栅极绝缘物，与沟槽侧壁绝缘；以及

一个第一导电类型的感应净电荷区域，其在厚底部绝缘物和外延半导体区之间的交界面附近的厚底部绝缘物中。

2.如权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述外延半导体区的掺杂浓度是传统的（非屏蔽的）MOSFET器件中外延半导体区掺杂浓度的2至3倍。

3.如权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的第一导电类型为P-型。

4.如权利要求3所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的感应净电荷区域是由外延区的电子照射产生的。

5.如权利要求4所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的感应净电荷在厚底部绝缘物和外延半导体区之间的交界面处聚集浓度最大。

6.如权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的栅极电极和沟槽底部之间的厚底部绝缘物的厚度约为2微米至5微米。

7.如权利要求6所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的感应净电荷区聚集在栅极电极和沟槽底部之间的外延半导体区中，沟槽底部在厚底部绝缘物和外延半导体区之间的交界面附近。

8.如权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的厚底部绝缘物含有氧化物。

9.如权利要求1所述的半导体功率器件，其特征在于，所述的栅极绝缘物含有氧化物。

10.一种用于制备半导体功率器件的方法，包括：

在衬底上制备一个外延半导体区，并用第一导电类型的掺杂物掺杂，

外延半导体区中第一类型掺杂物的掺杂浓度低于衬底；

在外延半导体区中制备一个沟槽；

在沟槽附近的外延半导体区中，制备一个本体区，

其特征在于，所述的本体区掺杂第二导电类型的掺杂物，第二导电类型与第一导电类型相反；

在沟槽附近，制备第一导电类型的源极区，使本体区位于源极区和外延区之间，其中所述源极区的掺杂浓度大于外延半导体区的掺杂浓度；

在沟槽的底部制备厚底部绝缘物；

在厚底部绝缘物上方的沟槽中，制备一个导电栅极电极，其中所述的栅极电极通过厚底部绝缘物，与沟槽底部电绝缘，通过栅极绝缘物，与沟槽侧壁电绝缘；并且

在厚底部绝缘物和外延半导体区之间的交界面附近，在厚底部绝缘物中，专门引入一个第一导电类型的净电荷区域。

11.如权利要求10所述的用于制备半导体功率器件的方法，其特征在于，所述外延半导体区的掺杂浓度是传统的（非屏蔽的）MOSFET器件中外延半导体区的掺杂浓度的2至3倍。

12.如权利要求10所述的用于制备半导体功率器件的方法，其特征在于，所述的第一导电类型为P-型。

13.如权利要求12所述的用于制备半导体功率器件的方法，其特征在于，专门引入的所述净电荷区域包括，通过在外延半导体区中引入缺陷的方式，进行外延区的电子照射。

14.如权利要求13所述的用于制备半导体功率器件的方法，其特征在于，还包括外延半导体区退火，以便部分恢复外延区中的电子照射感应缺陷，但在厚底部绝缘物和外延层中的氧化物的交界面处没有完全恢复，因此照射感应正电荷仍然留在交界面处，将电荷吸引到交界处。

15.如权利要求14所述的用于制备半导体功率器件的方法，其特征在于，退火是在250℃至450℃之间进行。