[发明专利]高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管及其制作方法

权利要求书

1.高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，包括：

半导体材料的衬底；

在衬底上生长的外延层；

在所述外延层上形成的基区和缓冲层；缓冲层掺杂的浓度与缓冲层厚度的乘积满足电荷平衡原理以消除衬底辅助耗尽效应；

在所述缓冲层上形成的超结漂移区，超结漂移区由若干相间排列的N柱和P柱构成；

在所述基区上临近超结漂移区的一侧形成的源区和沟道，在超结漂移区的另一侧形成的漏区；

在基区中源区外侧形成的沟道衬底接触；

在源区和沟道衬底接触表面短接形成的源电极；

对应于沟道形成的栅绝缘层以及栅电极；

在漏区上形成的漏电极；

其特征在于：

所述衬底为元素半导体材料，部分漏区刻蚀形成深沟槽，该深沟槽下端穿过超结漂移区以及缓冲层并深入到衬底上方的外延层，深沟槽内填充有高K介质，高K介质的深宽比根据器件耐压等级确定，高K介质的上端经多晶硅接触层与所述漏电极相接。

2.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：高K介质的相对介电常数是100～2000。

3.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：高K介质的深度是超结漂移区长度的1/4～2倍。

4.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：器件耐压为600V时，高K介质的深宽比为5/1-20/1。

5.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：元素半导体材料的衬底的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

6.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：缓冲层的掺杂浓度为1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁶cm^-3。

7.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：超结漂移区的掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁷cm^-3。

8.根据权利要求1所述的高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述元素半导体材料采用硅或锗。

9.一种制作权利要求1所述高K介质沟槽横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管的方法，包括以下步骤：

1)取元素半导体材料作为衬底；

2)在衬底上生长外延层；

3)在外延层上通过离子注入和热扩散工艺形成基区和缓冲层；

4)分别通过N型和P型离子注入在所述缓冲层上形成超结漂移区；

5)在基区和漂移区上通过场氧氧化工艺形成有源区；

6)有源区上生长栅氧化层并淀积多晶硅，再刻蚀多晶硅形成栅电极；

7)通过离子注入在基区临近超结漂移区的一侧形成源区和沟道，同时在超结漂移区的另一侧形成漏区；

8)在所述基区中源区外侧通过离子注入工艺形成沟道衬底接触；

9)在部分漏区通过沟槽刻蚀工艺形成深沟槽，然后淀积高K介质材料；

10)在高K介质沟槽表面淀积多晶硅形成与高K介质的接触；

11)在器件表面淀积钝化层，然后刻蚀接触孔；

12)在器件上表面淀积金属；

13)在所述源区和沟道衬底接触上方通过接触孔短接形成源电极；

14)在漏区上方通过接触孔形成漏电极。