[发明专利]一种改进栅结构的槽栅VDMOS器件

说明书

本发明提供一种改进栅结构的槽栅VDMOS器件，包括栅极结构、源极结构、漏极结构和漂移区结构：栅极结构包括栅极金属、重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极、轻掺杂第二导电类型多晶硅电极、沟槽氧化层、隔离氧化层；源极结构包括重掺杂第一导电类型源区、中等掺杂第二导电类型体区、重掺杂第二导电类型欧姆接触区、源极金属；漂移区结构包括轻掺杂第一导电类型漂移区；漏极结构包括重掺杂第一导电类型漏区和漏极金属，本发明中的掺杂方式在多晶硅栅内引入了二极管结构，所以分区掺杂的多晶硅栅极内部会形成一个PN结势垒电容，原本的栅漏电容会与分区异型掺杂的栅内PN结电容耦合，从而减小总的栅漏电容，降低器件开关损耗，提高开关速度。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及到一种改进栅结构的槽栅VDMOS。

背景技术

功率VDMOS是垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管，是电压控制的纵向单极型器件，具有击穿电压高，开关速度快等优点。槽栅VDMOS相较于平面栅VDMOS用沟槽栅替代了平面栅，降低了导通电阻。但是在高频的应用领域，功率器件的开关损耗大仍是亟需解决的问题，因为开关电源模块的转换效率与功率器件的开关损耗密切相关。

功率器件的动态功耗由器件内部的寄生电容大小决定，其中VDMOS的内部寄生电容主要由栅源电容C_gs，栅漏电容C_gd，漏源电容C_ds三部分组成。输入电容C_iss决定器件的输入损耗， C_iss=C_gs+C_gd。反向传输电容C_rss决定器件的开关速度，C_rss=C_gd，输出电容C_oss决定器件的输出损耗，C_oss=C_gd+C_ds。栅漏电容C_gd与器件的开关损耗和开关速度都有关，因此为了降低器件功耗，提升开关电源模块的效率，需要降低C_gd。对于槽栅VDMOS来说，槽栅底部与漂移区交叠，C_gd较大，故开关损耗较高。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种改进栅结构的槽栅VDMOS器件，通过降低器件的栅漏电容C_gd，来降低器件动态功耗，提高开关速度，且器件的制造工艺简单。

本发明所采用的技术方案如下：

一种改进栅结构的槽栅VDMOS器件，包括栅极结构、源极结构、漏极结构和漂移区结构：

所述栅极结构包括栅极金属11、两个重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极8、两个重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极8之间的轻掺杂第二导电类型多晶硅电极7、轻掺杂第二导电类型多晶硅电极7和重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极8周围的沟槽氧化层9；沟槽氧化层9作为重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极8、轻掺杂第二导电类型多晶硅电极7与外部半导体区域的隔绝层，所述重掺杂第一导电类型多晶硅栅电极8与上方的栅极金属11相连，轻掺杂第二导电类型多晶硅电极7不与栅极金属11相连且其上覆盖隔离氧化层10；