[发明专利]沟槽型场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽型场效应晶体管，沟槽型场效应晶体管由多个原胞结构并联形成，其特征在于，包括：

N型衬底以及形成于所述衬底顶部表面的N型轻掺杂外延层；

P阱，形成于所述外延层的顶部区域；

N型重掺杂的源区，形成于所述P阱的顶部区域；

多个栅沟槽，所述栅沟槽穿过所述源区和所述P阱并进入到所述P阱底部的所述外延层内；在所述栅沟槽的侧面和底部表面形成有栅介质层，在所述栅沟槽底部填充有多晶硅栅、顶部填充有层间膜，所述多晶硅栅侧面覆盖整个所述P阱的纵向深度且被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面用于形成连接所述源区和所述外延层的沟道；和一个所述沟道对应的所述多晶硅栅、所述源区和所述外延层形成一个所述原胞结构；

各所述原胞结构的所述源区之间形成有所述P阱的接出区域，所述接出区域的顶部表面形成有P型重掺杂的P阱引出区，所述P阱引出区底部保持为所述P阱的掺杂条件；

在所述源区、所述P阱引出区和所述层间膜的表面形成有由正面金属层组成的源极，所述源极的正面金属层直接同时接触所述源区和所述P阱引出区；

在所述衬底的背面形成有由背面金属层组成的漏极；

在横向结构上，各所述栅沟槽呈条形结构且平行排列，各所述接出区域也呈条形结构且平行排列，各所述接出区域的条形结构和所述栅沟槽的条形结构垂直，使所述栅沟槽的间距不受所述接出区域的宽度的限制，使原胞的间距缩小。

2.一种沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在N型衬底上下形成N型轻掺杂外延层；

步骤二、采用光刻工艺定义出栅沟槽区域并采用干法刻蚀工艺挖出栅沟槽；

在横向结构上，各所述栅沟槽呈条形结构且平行排列；

步骤三、在所述栅沟槽的侧面和底部表面形成栅介质层并淀积多晶硅将所述栅沟槽填满；

步骤四、对所述多晶硅进行回刻，回刻后所述栅沟槽外部的所述多晶硅都被去除、所述栅沟槽区域内的所述多晶硅的顶部低于所述栅沟槽的顶部，由回刻后的位于所述栅沟槽中的所述多晶硅组成多晶硅栅；

步骤五、进行第一次P型离子注入形成P阱，所述P阱形成于所述外延层的顶部区域；

步骤六、采用掩膜板定义出源区区域，进行第二次N型离子注入在所述源区区域中形成N型重掺杂的源区，所述源区形成于所述P阱的顶部区域，被所述掩膜板所屏蔽的区域为接出区域并保持所述P阱的掺杂条件；

在横向结构上，各所述接出区域也呈条形结构且平行排列，各所述接出区域的条形结构和所述栅沟槽的条形结构垂直，使所述栅沟槽的间距不受所述接出区域的宽度的限制，使原胞的间距缩小；步骤七、对所述P阱和所述源区进行退火推进；退火推进后，所述多晶硅栅侧面覆盖整个所述P阱的纵向深度且被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面用于形成连接所述源区和所述外延层的沟道；和一个所述沟道对应的所述多晶硅栅、所述源区和所述外延层形成一个所述原胞结构；

步骤八、在所述衬底正面淀积层间膜；

步骤九、对所述层间膜进行回刻直至所述源区和所述接出区域的表面露出，回刻后的所述层间膜仅填充于所述栅沟槽中并位于所述多晶硅栅顶部；

步骤十、进行第三次P型离子注入在所述接出区域的顶部表面形成P型重掺杂的P阱引出区；

步骤十一、淀积正面金属层并对所述正面金属层进行光刻刻蚀形成源极，所述源极的正面金属层直接同时接触所述源区和所述P阱引出区；

步骤十二、对所述衬底进行背面减薄并形成背面金属层，由所述背面金属层组成漏极。

3.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤十一中的所述正面金属层包括一个和所述源区和所述P阱引出区直接接触的粘附层。

4.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤十中所述第三次P型离子注入的注入杂质的注入剂量满足使所述P阱引出区和所述源极的正面金属层形成欧姆接触。

5.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤三中的所述栅介质层为采用热氧化工艺形成的栅氧化层。

6.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤八中所述层间膜的材料为氧化层。

7.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤九中采用干法刻蚀或湿法刻蚀或化学机械研磨工艺对所述层间膜进行回刻。

8.如权利要求2所述沟槽型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：步骤五中在所述第一次P型离子注入之后，对所述P阱进行退火推进。