[发明专利]沟槽栅耗尽型VDMOS器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种沟槽栅耗尽型VDMOS器件及其制造方法，所述器件包括：漏极区；沟槽栅，包括沟槽内表面的栅绝缘层，和填充于沟槽内且被栅绝缘层包围的栅电极；沟道区，位于栅绝缘层周围；阱区，位于沟槽栅两侧；源极区，位于阱区内；漂移区，位于阱区和漏极区之间；第二导电类型掺杂区，位于沟道区和漏极区之间；第一导电类型掺杂区，位于第二导电类型掺杂区两侧，且位于漂移区和漏极区之间。本发明在沟槽底部形成第二导电类型掺杂区和第一导电类型掺杂区的PN结构。在耗尽管开态，电流通过导电沟道进入PN结构后，在此区域电子和空穴形成电荷平衡，相比漂移区电阻更低，因此器件单个元胞开态的导通电阻大大降低。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽栅耗尽型VDMOS器件，还涉及一种沟槽栅耗尽型VDMOS器件的制造方法。

背景技术

在许多电路和系统中，耗尽型VDMOS(垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管)器件和增强型VDMOS器件经常一起使用，耗尽型VDMOS通常工作于电路的启动阶段，在电路启动过渡至稳定工作状态时，耗尽型VDMOS会通过夹断导电沟道来关断器件让电路正常工作。沟槽栅耗尽型VDMOS由于其纵向沟道易耗尽夹断、且夹断电流稳定的优点在中小功率的电路和系统中得到了广泛应用。

在电路启动阶段，耗尽型VDMOS需要通过较大的启动电流，此刻的电流往往会高于电路稳态工作时的电流，因此提高耗尽管开态时的工作电流成为了时下耗尽型器件的设计重点，低导通电阻成为了耗尽型器件的重要设计指标，沟槽栅耗尽型VDMOS也是如此。

发明内容

基于此，有必要提供一种低导通电阻的沟槽栅耗尽型VDMOS器件。

一种沟槽栅耗尽型VDMOS器件，包括：漏极区，为第一导电类型；沟槽栅，包括沟槽内表面的栅绝缘层，和填充于沟槽内且被所述栅绝缘层包围的栅电极；沟道区，位于所述栅绝缘层周围，为第一导电类型；阱区，位于所述沟槽栅两侧，为第二导电类型，所述第一导电类型和第二导电类型为相反的导电类型；源极区，位于所述阱区内，为第一导电类型；漂移区，位于所述阱区和漏极区之间，为第一导电类型；第二导电类型掺杂区，位于所述沟道区和漏极区之间；第一导电类型掺杂区，位于所述第二导电类型掺杂区两侧，且位于所述漂移区和漏极区之间。

在其中一个实施例中，所述第一导电类型掺杂区的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度。

在其中一个实施例中，所述漏极区的掺杂浓度大于所述第一导电类型掺杂区的掺杂浓度。

在其中一个实施例中，所述沟道区的底部伸入所述第二导电类型掺杂区。

在其中一个实施例中，所述第二导电类型掺杂区的掺杂浓度小于所述阱区的掺杂浓度。

在其中一个实施例中，还包括位于所述阱区内的第二导电类型的体引出区。

在其中一个实施例中，所述栅绝缘层的材质为硅氧化物，所述栅电极的材质为多晶硅。

在其中一个实施例中，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。

还有必要提供一种低导通电阻的沟槽栅耗尽型VDMOS器件的制造方法。

一种沟槽栅耗尽型VDMOS器件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一导电类型掺杂区和第一导电类型掺杂区上的第一导电类型的漂移区；刻蚀所述漂移区形成沟槽；对所述沟槽的侧壁进行掺杂，在沟槽周围形成沟道区；向第一导电类型掺杂区位于沟槽底部周围的区域掺杂第二导电类型的杂质，从而在第一导电类型掺杂区内形成第二导电类型掺杂区；所述第一导电类型和第二导电类型为相反的导电类型；在所述沟槽内表面形成栅绝缘层；填充沟槽内剩余的空间形成栅电极；在所述漂移区表面掺杂第二导电类型的杂质，从而在所述沟槽的两侧形成阱区；在所述阱区内掺杂第一导电类型的杂质，形成源极区。

在其中一个实施例中，所述提供衬底的步骤中，所述第一导电类型掺杂区是通过外延工艺形成。