[发明专利]沟渠式MOS整流元件及其制造方法

权利要求书

1.一种沟渠式MOS整流元件，其特征在于，所述元件包含：

多个沟渠平行形成于重掺杂的n+半导体基板上的n-外延层内，所述多个沟渠内具有沟渠氧化层，所述沟渠氧化层形成于所述多个沟渠底部及侧壁；

一导电性杂质掺杂第一多晶硅层填满所述多个沟渠；

多个平面MOS结构形成于所述多个沟渠相间的每一平台上；

多个p型杂质掺杂区形成于所述平台该平面MOS结构的两侧的n-外延层内，使得该些p型杂质掺杂区与该些平面MOS结构交错沿平行沟渠方向形成，该些p型杂质掺杂区的每一个还包含两个n+掺杂区，所述n+掺杂区形成于紧临该平面MOS结构的两侧；

一顶部金属层形成于该半导体基板正面，连接该平面MOS结构的源极、栅极及该第一多晶硅层。

2.一种沟渠式MOS整流元件，其特征在于，所述元件包含：

多个沟渠平行形成于重掺杂的n+半导体基板上的n-外延层内，所述多个沟渠内具有沟渠氧化层，所述沟渠氧化层形成于所述多个沟渠底部及侧壁；

一导电性杂质掺杂第一多晶硅层填满所述多个沟渠；

一平面栅极氧化层形成于该第一多晶硅层及平台上；

一导电性杂质掺杂第二多晶硅层形成于所述平台上，该第二多晶硅层及其下的所述平面栅极氧化层被图案化，而形成数列垂直于所述多个沟渠的平面MOS结构列，该些平面MOS结构列的每一列连续横跨该第一多晶硅层所填满的所述多个沟渠，及该些沟渠间隔的平台；

多个p型杂质掺杂区的每一个分别形成于所述平台该平面MOS结构列的两侧的n-外延层内；

一顶部金属层形成于该半导体基板正面，连接该平面MOS结构列的源极、栅极及该第一多晶硅层。

3.如权利要求2所述的沟渠式MOS整流元件，其特征在于，上述的p型杂质掺杂区的每一区还包含两个n+掺杂区形成于其中，所述n+掺杂区形成于紧临该平面MOS结构列的两侧。

4.一种沟渠式MOS整流元件，其特征在于，所述元件包含：

多个沟渠平行形成于重掺杂的n+半导体基板上的n-外延层内，所述多个沟渠内具有沟渠氧化层，其形成于所述多个沟渠底部及侧壁；

一平面栅极氧化层形成于平台上；

一导电性杂质掺杂第一多晶硅层填满所述多个沟渠且形成于所述平台的所述平面栅极氧化层上，该第一多晶硅层及其下的所述平面栅极氧化层被图案化，而形成数列垂直于所述多个沟渠的平面MOS结构列；

多个p型杂质掺杂区的每一个形成于所述平台上的该平面MOS结构列的两侧的n-外延层内；

一顶部金属层形成于该半导体基板正面，连接该平面MOS结构列的源极、栅极及该第一多晶硅层。

5.如权利要求4所述的沟渠式MOS整流元件，其特征在于，上述的p型杂质掺杂区的每一区还包含两个n+掺杂区形成于其中，所述n+掺杂区形成于紧临该平面MOS结构列的两侧。

6.一种沟渠式MOS整流元件的制造方法，其特征在于，所述方法至少包含以下步骤：

形成以平台相间的多个沟渠于重掺杂的n+半导体基板上的n-外延层内；

施以热氧化工艺，以形成沟渠氧化层于所述多个沟渠的侧壁、底部及所述平台上；

形成一导电型第一多晶硅层于所述多个沟渠内至溢出于所述平台上的所述沟渠氧化层；

施以回蚀工艺，以该n-外延层为蚀刻终止层；

施以热氧化工艺，以形成一平面栅极氧化层于所有裸露的所述第一多晶硅层及所述平台上；

形成一导电型第二多晶硅层于裸露的表面上；

图案化该第二多晶硅层，以形成多列且列与列之间相隔一预定距离的MOS结构列，所述多列MOS结构列的走向与所述多个沟渠垂直，且该些平面MOS结构列的每一列连续横跨该第一多晶硅层所填满的所述多个沟渠，及该些沟渠间隔的平台；

注入第一导电型杂质，以形成所述第一导电型杂质掺杂区于所述MOS结构列两侧的平台上；

移除平台上的裸露的该平面栅极氧化层；及

形成顶部金属层以连接该MOS结构列及所述第一导电型杂质掺杂区以作为阳极；

形成底部金属层于该重掺杂的n+半导体基板背面以作为阴极；及

施以退火工艺以活化所有注入的离子。