[发明专利]一种具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管

权利要求书

1.一种具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：

半导体材料的衬底，兼作漏区；

在衬底上外延生长形成的漂移区；

在所述漂移区上表面掺杂形成的左、右两处基区；

在所述基区上部掺杂分别形成的源区和沟道衬底接触；

在所述源区和沟道衬底接触上表面形成的源极；

在所述漏区下表面形成的漏极；

其特征在于，还包括：

在所述左、右两处基区之间刻蚀的沟槽，沟槽沿纵向穿过漂移区至衬底漏区；沟槽的深宽比根据器件的漂移区的长度来确定，漂移区的长度根据击穿电压要求确定；

在所述沟槽侧壁依次形成的栅绝缘层、具有掺氧的半绝缘多晶硅层，使半绝缘多晶硅层纵向两端与器件的栅漏两端相连；

在表面成为半绝缘多晶硅层的沟槽内填充的绝缘体，绝缘体与漂移区纵向等高；半绝缘多晶硅层纵向表面对应于基区为重掺杂区域；

在半绝缘多晶硅层纵向表面对应于基区形成的栅极。

2.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：击穿电压要求600V时，则沟槽的深宽比为1:15～1:25；击穿电压要求200V时，则沟槽的深宽比为1:3-1:6。

3.根据权利要求2所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：半绝缘多晶硅层的厚度为0.2～1.5μm。

4.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：半绝缘多晶硅层的掺氧比例为15％～35％，其相应电阻率为10⁹～10¹¹Ω·cm。

5.根据权利要求4所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：半绝缘多晶硅层中所述重掺杂区域的掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰cm^-3。

6.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：栅绝缘层的厚度为0.02～0.1μm。

7.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：耐压要求600V时，在衬底上外延生长25～50μm形成漂移区。

8.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述半导体材料为Si、SiC或GaAs。

9.根据权利要求1所述的具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：半导体材料的衬底的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

10.一种制作权利要求1所述具有半绝缘多晶硅层的纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取半导体材料的衬底同时作为漏区；

2)在衬底上形成外延层作为漂移区；

3)在漂移区上部以离子注入或扩散形成基区；

4)在基区刻蚀沟槽，使沟槽向下穿过漂移区至漏区；

5)在沟槽侧壁上形成栅绝缘层；

6)在栅绝缘层外淀积形成半绝缘多晶硅层并掺氧；

7)在沟槽内纵向对应于漂移区的区域淀积绝缘体；

8)在基区上掺杂形成源区和沟道衬底接触；

9)对沟槽内半绝缘多晶硅层表面纵向对应于基区的区域进行重掺杂，并淀积多晶硅形成栅极；

10)源区和沟道衬底接触表面形成源极；

11)漏区表面形成漏极。