[实用新型]屏蔽栅极场效应晶体管

说明书

本实用新型涉及屏蔽栅极场效应晶体管。根据本申请的一个方面，提供了屏蔽栅极场效应晶体管，其特征在于包括：沟槽，所述沟槽形成在衬底内；屏蔽氧化物材料，所述屏蔽氧化物材料形成在所述沟槽内；屏蔽电极材料，所述屏蔽电极材料沉积在所述屏蔽氧化物材料上，之后所述屏蔽氧化物材料在所述屏蔽电极上方凹进以加宽所述沟槽的上部部分，所述屏蔽电极材料凹进在所述屏蔽氧化物材料内以形成凹部；多晶硅层间氧化物材料，所述多晶硅层间氧化物材料沉积在所述屏蔽电极材料上，填充所述凹部；和栅极电极，所述栅极电极形成在所述多晶硅层间氧化物材料上方。

技术领域

本公开整体涉及集成电路电子器件，并且更具体地涉及屏蔽栅极场效应晶体管的结构。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)是常见类型的功率开关器件。MOSFET器件包括源极区、漏极区、在源极区和漏极区之间延伸的沟道区，以及邻近沟道区提供的栅极结构。栅极结构包括邻近沟道区设置并且通过介电层与沟道区分离的导电栅极电极层。当MOSFET器件处于导通状态时，将电压施加到栅极结构以在源极区和漏极区之间形成导电沟道区，该导电沟道区允许电流流过该器件。在关断状态中，施加到栅极结构的任何电压都足够低以使得导电沟道不形成，并且因此电流流动不发生。在关断状态中，器件可支持源极区和漏极区之间的高电压。

屏蔽栅极MOSFET提供在某些应用中优于常规MOSFET的若干优点，因为屏蔽栅极MOSFET表现出减小的栅极-漏极电容Cgd、减小的导通电阻Rds(on)和增大的击穿电压。对于常规MOSFET而言，在沟道中布置许多沟槽虽然会减小导通电阻，但会增大总栅极-漏极电容。屏蔽栅极MOSFET通过以下方式解决该问题：将栅极屏蔽在电场之外，从而基本上减小栅极-漏极电容。屏蔽栅极MOSFET结构还提供对于器件击穿电压而言更高的少数载流子浓度，并因此提供更低的导通电阻。

屏蔽栅极MOSFET的这些改善的性能特征使它们优选用于某些应用。然而，屏蔽栅极MOSFET的生产需要比常规MOSFET更多的工艺，从而增加了成本并降低了可靠性。

实用新型内容

为了解决以更少工艺步骤形成屏蔽栅极MOSFET的技术问题，本文公开了具有厚多晶硅层间氧化物的屏蔽栅极场效应晶体管的结构。

根据本申请的一个方面，提供了屏蔽栅极场效应晶体管，其特征在于包括：沟槽，该沟槽形成在衬底内；屏蔽氧化物材料，该屏蔽氧化物材料形成在沟槽内；屏蔽电极材料，该屏蔽电极材料沉积在屏蔽氧化物材料上，之后屏蔽氧化物材料在屏蔽电极上方凹进以加宽沟槽的上部部分，该屏蔽电极材料凹进在屏蔽氧化物材料内以形成凹部；多晶硅层间氧化物材料，该多晶硅层间氧化物材料沉积在屏蔽电极材料上，填充凹部；和栅极电极，该栅极电极形成在多晶硅层间氧化物材料上方。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料以凹部的至少一半宽度的厚度沉积。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料以800埃与3,000埃之间的厚度沉积。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料从沟槽的侧壁上的屏蔽氧化物材料蚀刻。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于屏蔽氧化物材料从填充的凹部上方的侧壁蚀刻。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料包括旋涂玻璃。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料被掺杂以增加蚀刻速率和蚀刻选择性。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料掺杂有硼。

在一个实施方案中，屏蔽栅极场效应晶体管的特征在于多晶硅层间氧化物材料的厚度是栅极电极的厚度的至少三倍。

附图说明