[发明专利]MOSFET器件的终端结构及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种MOSFET器件的终端结构及其制备方法和应用，所述终端结构包括设置于所述MOSFET器件芯片外围的一组以上由内而外依次分布的碳化硅沟槽环；所述碳化硅沟槽环为封闭的环形；最内侧的所述碳化硅沟槽环与所述芯片的低电位连接；最外侧的所述碳化硅沟槽环为截止环，所述截止环的电位与所述芯片的划片道连接。本发明的MOSFET器件的终端结构，通过内侧将碳化硅沟槽与芯片的低电位连接，有效抑制了反刑沟道的形成，可以抑制漏电；在外侧将碳化硅沟槽与划片道的高电位连接，可以加强隔离效果，封闭的环形设计可以避免内侧与外侧之间形成漏电通道，从而解决了MOSFET器件耐压和漏电的问题。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种MOSFET器件的终端结构及其制备方法和应用。

背景技术

金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。MOSFET的终端结构通常采用碳化硅沟槽。如图1所示，碳化硅沟槽(SiC Trench MOS)的传统工艺制造方法包括如下步骤：通常是在一块半导体衬底9上，形成轻掺杂的N型外延层8，在8上生长一层二氧化硅层，用第一块P阱(P-well)光罩定义出P型本体区；然后在碳化硅片表面生长一层厚的二氧化硅层，用第二块沟槽(SiC Trench)光罩定义出沟槽区域，在N-外延层上形成一系列沟槽，通过热氧化，在沟槽中生长栅氧化层7，在栅氧化层7上淀积多晶硅，然后对多晶硅进行回刻，形成栅电极6；接着在之前定义出的P型本体区内，进行第一种P型杂质离子的注入，扩散形成P型本体区5；再采用第三块N⁺光罩，在P阱区域内定义出N⁺源极接触区域4，进行第二种N型杂质离子的注入和扩散；随后在芯片表面淀积绝缘介质层3，采用第四块接触孔(Contact)光罩定义接触孔图形，光刻源极孔2，在孔内填充阻挡层金属，再在表面溅射顶层金属；最后使用第五块金属层(Metal)光罩，定义栅极金属区域1(Gate Metal)和源极金属区域1’(Source Metal)，并采用干法刻蚀形成栅极金属电极和源极金属电极，在N型高搀杂的衬底表面上淀积金属层形成漏极金属电极10。从以上制作工艺中可以看出，现有的工艺制程,主要包括5层光刻掩膜版,其中有沟槽掩膜层(Poly layer)，P阱掩膜层(P-well layer)，N⁺掩膜层(N⁺layer)，接触孔掩膜层(Contactlayer) 和金属掩膜层(Metal layer)也就是说在器件制造过程中，需要经过五次光刻的过程。光刻是为了将掩膜版上的图形转移到晶圆上，而每次光刻需要经过至少八个工艺步骤，包括气相成底膜，旋转涂胶，烘陪，曝光，曝光后的烘陪，显影，坚膜烘陪和显影检查，这些步骤在晶圆制造中占有非常大的机台和时间比例。

因此，如何减小MOSFET器件的终端结构横向漏电且保证其耐压的同时简化制备工艺，成为半导体行业发展一直被关注和追求的课题之一。

发明内容

本发明提供了一种MOSFET器件的终端结构，通过在芯片外侧设置多层封闭的碳化硅沟槽环，解决了MOSFET器件耐压和漏电的问题。

本发明还提供了上述MOSFET器件的终端结构的制备方法，简化了工艺，降低了成本，可以解决传统三层光罩的耐压偏低和漏电问题。

本发明还提供了一种上述MOSFET器件的终端结构的应用。

本发明提出的技术方案是：

第一方面，本发明提出一种MOSFET器件的终端结构，包括设置于所述 MOSFET器件芯片外围的一组以上由内而外依次分布的碳化硅沟槽环；

所述碳化硅沟槽环为封闭的环形；

最内侧的所述碳化硅沟槽环与所述芯片的低电位连接；