[发明专利]一种具有全方位电流扩展路径的沟槽MOSFET

说明书

本发明公开了一种具有全方位电流扩展路径的沟槽MOSFET，包括：衬底101；覆盖在衬底101内的第一结构层102；覆盖在第一结构层102内的第二结构层103；覆盖在第二结构层103内的第三结构层104；位于第三结构层104顶部的源接触孔108；横跨在第三结构层104、第二结构层103、第一结构层102上方的沟槽109；横跨在第三结构层104、第二结构层103、第一结构层102上方，位于沟槽109内的多晶硅栅极106；位于多晶硅栅极106外侧侧壁和底部的栅介质层105；位于多晶硅栅极106顶部的栅接触孔107；由衬底101、第一结构层102、第二结构层103、第三结构层104形成的上表面层110；其中，所述衬底101、第一结构层102、第三结构层104为第一导电类型，所述第二结构层103为第二导电类型。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有全方位电流扩展路径的沟槽MOSFET。

背景技术

以垂直双扩散工艺形成的纵向MOSFET称为VDMOSFET，简称VDMOS。VDMOS(垂直双扩散场效应晶体管)作为开关器件，广泛应用在电源系统中。为了提高元胞集成密度，降低导通电阻，一种沟槽(Trench)工艺制作的MOSFET结构被提出。沟槽工艺MOSFET取代传统的平面工艺，在低压MOSFET领域得到广泛的应用。传统的沟槽MOSFET将沟道区由横向改为纵向，使得相同芯片面积的元胞更加密集，使沟道区增加，从而降低导通电阻。然而，无论是平面工艺的横向沟道或者是槽栅工艺的纵向沟道，导通路径均比较有限。

如图1所示，传统的沟槽MOSFET采用硅片背面作为漏极，硅片上生长外延层，在外延层中挖沟槽，在沟槽中生长栅氧，淀积多晶硅，同时离子注入阱区和源区，制备源电极和栅电极。传统槽栅减小了沟道电阻和JEFT区电阻，在低压MOSFET领域占有优势。同时由于增加元胞的集成密度，使有效芯片面积内，导电沟道数目增加。然而，该方法只在纵向方向上存在导电沟道，电流流通路径相当有限。

发明内容

本发明提供一种具有全方位电流扩展路径的沟槽MOSFET，通过在全方位增加导电沟道，从而增加电流扩展路径，实现进一步降低导通电阻的目的。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种具有全方位电流扩展路径的沟槽MOSFET，包括：

衬底101；

覆盖在衬底101内的第一结构层102；

覆盖在第一结构层102内的第二结构层103；

覆盖在第二结构层103内的第三结构层104；

位于第三结构层104顶部的源接触孔108；

横跨在第三结构层104、第二结构层103、第一结构层102上方的沟槽109；

横跨在第三结构层104、第二结构层103、第一结构层102上方，位于沟槽109内的多晶硅栅极106；

位于多晶硅栅极106外侧侧壁和底部的栅介质层105；

位于多晶硅栅极106顶部的栅接触孔107；

由衬底101、第一结构层102、第二结构层103、第三结构层104形成的上表面层110；

其中，所述衬底101、第一结构层102、第三结构层104为第一导电类型，所述第二结构层103为第二导电类型。

可选的，所述衬底101通过外延刻蚀后形成，第一结构层102、第二结构层103、第三结构层104均通过外延形成。

可选的，所述衬底101的厚度不低于20um，刻槽后衬底101的厚度不超过5um，第一结构层102的外延厚度不超过10um。