[发明专利]一种高可靠性功率MOSFET及其制造方法

说明书

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种高可靠性功率MOSFET及其制造方法。本发明的高可靠性功率MOSFET，包括半导体基板，在所述基板表面设有多条互相平行的第一类沟槽与一圈环绕第一类沟槽的第二类沟槽，在所述第一类沟槽延伸的方向上，第一类沟槽与第二类沟槽连接，所述第二类沟槽的上半段设有靠近有源区的一侧的第二类栅极多晶硅与远离有源区的一侧的填充绝缘介质，所述源极金属通过位于填充绝缘介质内的第二类通孔与第二屏蔽栅多晶硅欧姆接触，在所述第一类沟槽与第二类沟槽的连接处，第一栅极多晶硅与第二类栅极多晶硅电连接，第一屏蔽栅多晶硅与第二屏蔽栅多晶硅电连接，本发明的结构设计能够提高器件的可靠性，并且降低成本。

技术领域

本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种功率半导体结构及其制造方法，具体涉及一种高可靠性功率MOSFET及其制造方法。

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，简称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（field-effect transistor），是一种功率半导体器件。MOSFET依照其“通道”（工作载流子）的极性不同，可分为“N型”与“P型”的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET。

如图5所示，为传统结构栅极多晶硅设置的版图示意图，如图6所示，为传统结构屏蔽栅极多晶硅设置的版图示意图，由图5与图6可知，第二类沟槽4环绕第一类沟槽3设置，且在第一类沟槽3延伸的方向上，第一类沟槽3与第二类沟槽4不相连，即第一类沟槽3内的第一屏蔽栅多晶硅8与第二类沟槽4内的第二屏蔽栅多晶硅16不相连，这导致了在第一类沟槽3内必须有额外的通孔将源极电位引入第一屏蔽栅多晶硅8。

如图4所示，传统屏蔽栅沟槽功率MOSFET的接触孔分布的版图示意图，在第一类沟槽3的两侧存在引入第一屏蔽栅多晶硅8源极电位的通孔19，在所述通孔19的位置不存在第一栅极多晶硅7。

如图10所示，为沿着图4中的虚线DD’截得的剖面图，在第一类沟槽3的下半段设有第一屏蔽栅多晶硅8，上半段设有第一栅极多晶硅7，如图22所示，为沿着图4中的虚线EE’截得的剖面图，在第一类沟槽3的下半段设有第一屏蔽栅多晶硅8，但是上半段不设有第一栅极多晶硅7，源极金属15通过通孔19与第一屏蔽栅多晶硅8电连接。这种设计方法使得器件内部击穿电压不均匀，在第一类沟槽3内不设有栅极导电多晶硅的位置，器件的击穿特性会显著不同，导致器件可靠性下降，同时还浪费芯片面积，提高了成本。

为了提高器件的可靠性，并且降低成本，本发明提供了一种新的设计方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种高可靠性功率MOSFET及其制造方法，解决相关技术中存在的器件可靠性下降的问题。本发明在基板表面设有多条互相平行的第一类沟槽与一圈环绕第一类沟槽的第二类沟槽，在所述第一类沟槽延伸的方向上，第一类沟槽与第二类沟槽连接，第二类沟槽的上半段设有靠近有源区的一侧的第二类栅极多晶硅与远离有源区的一侧的填充绝缘介质，源极金属通过位于填充绝缘介质内的第二类通孔与第二屏蔽栅多晶硅欧姆接触，在第一类沟槽与第二类沟槽的连接处，第一栅极多晶硅与第二类栅极多晶硅电连接，第一屏蔽栅多晶硅与第二屏蔽栅多晶硅电连接，本发明能够提高器件的可靠性，并且降低成本。