[发明专利]紧凑源极镇流器MOSFET及其制备方法

说明书

一种沟槽金属‑氧化物‑半导体场效应晶体管(MOSFET)器件，包括一个第一导电类型的衬底，一个第二导电类型的本体区，一个形成在栅极沟槽中的栅极电极，在本体区和衬底中延伸，一个轻掺杂源极区和一个形成在本体区中的重掺杂源极区，以及一个延伸到本体区的源极接头形成在栅极沟槽附近的源极接触沟槽中。轻掺杂源极区延伸到本体区中比重掺杂源极区更深处。轻掺杂源极区在源极接触沟槽附近。镇流电阻器形成在轻掺杂源极区中，在重掺杂源极区和本体区之间，以及一个肖特基二极管形成在源极接头和轻掺杂源极区之间的接头处。

技术领域

本发明主要涉及金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，更确切地说是用于带有源极镇流电阻器的改良沟槽MOSFET结构，及其相同器件的制备方法。

背景技术

微处理器和存储器件等集成电路包括多个金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，提供基本的开关功能，以配置逻辑栅极、数据存储和功率开关等。当MOSFET如图1A所示并联，以处理慢开关应用中的大电流时，MOSFET之间的参数失配(例如导通电阻、阈值电压、通道长度)导致动态电流失衡，从而造成电流扭曲。当较大部分的电流流经多个并联MOSFET当中的一个时，由于较低的阈值电压或通道长度，会发生电流扭曲。由于特定的MOSFET消耗了绝大多数的器件功率，会发生局域化的热点。较高的温度进一步降低了该MOSFET的阈值电压，消耗了更多的功率。最终，会发生热量逃逸。

众所周知，本领域中源极镇流会为反向电流扭曲提供负反馈。因此，为了避免电流扭曲，通常增加一个源极镇流电阻器，与每个MOSFET串联，如图1B所示，以平衡并联MOSFET中负载电流的分布。正是在这一前提下，提出了本发明的各种实施例。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体(MOSFET)器件，其包括：

a)一个第一导电类型的衬底，衬底包括一个第一导电类型的外延层，位于相同导电类型的重掺杂硅晶圆上方；

b)一个第二导电类型的本体区，形成在衬底的上方，第二导电类型与第一导电类型相反；

c)一个栅极沟槽，形成在本体区和衬底中，其中栅极沟槽内衬电介质层，一个栅极电极形成在栅极沟槽中；

d)一个轻掺杂源极区和一个重掺杂源极区，形成在本体区中，其中轻掺杂源极区延伸到本体区中比重掺杂源极区更深处；以及

e)一个延伸到本体区的源极接头，形成在栅极沟槽附近的源极接触沟槽中，其中轻掺杂源极区在源极接触沟槽附近，其中肖特基二极体形成在源极接头和轻掺杂源极区之间的接头处。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中轻掺杂源极区完全延伸到栅极沟槽和源极接触沟槽之间。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中重掺杂源极区仅部分延伸到栅极沟槽和源极接触沟槽之间。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中镇流电阻器形成在重掺杂源极区和本体区之间的轻掺杂源极区处。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中镇流电阻器具有长度，其中通过改变重掺杂源极区的深度，可以调节镇流电阻器的长度。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中镇流电阻器具有一个宽度，其中镇流电阻器的宽度可以通过源极接触沟槽的宽度调节。

本发明的一种沟槽金属-氧化物-半导体场效应电晶体器件，其中镇流电阻器具有电阻值，其中电阻值可以通过轻掺杂源极区的掺杂浓度调节。