[发明专利]深沟槽MOSFET终端结构及其制作方法在审
申请号: | 202210469467.5 | 申请日: | 2022-04-28 |
公开(公告)号: | CN115020467A | 公开(公告)日: | 2022-09-06 |
发明(设计)人: | 罗志云;王飞;潘梦瑜 | 申请(专利权)人: | 恒泰柯半导体(上海)有限公司 |
主分类号: | H01L29/06 | 分类号: | H01L29/06;H01L29/66;H01L29/78;H01L21/336 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 高艳红 |
地址: | 201210 上海市浦东新区中国(*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 深沟 mosfet 终端 结构 及其 制作方法 | ||
1.一种深沟槽MOSFET终端结构,其特征在于,包括:
衬底和外延层,所述外延层位于所述衬底的一侧,所述外延层远离所述衬底的一侧包括多个沟槽,沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向所述多个沟槽依次排列;
氧化层和多晶硅层,所述氧化层位于所述沟槽内,所述多晶硅层内嵌于所述氧化层中,所述氧化层暴露所述多晶硅层远离所述衬底的表面;
体区,所述体区形成于所述外延层远离所述衬底的一端中,所述体区位于所述沟槽的两侧;
漏极金属,所述漏极金属位于所述衬底远离所述外延层的一侧;
多个场限环,所述场限环与所述沟槽一一对应,所述场限环位于对应的所述沟槽的底部的所述外延层内;其中,沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向,所述多个沟槽的沟槽深度呈减小趋势。所述多个沟槽间距相等或呈增加趋势。
2.根据权利要求1所述的深沟槽MOSFET终端结构,其特征在于,所述外延层远离所述衬底的一侧包括至少两个所述沟槽;
沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向,所述至少两个沟槽的沟槽深度依次减小。
3.根据权利要求1所述的深沟槽MOSFET终端结构,其特征在于,所述外延层远离所述衬底的一侧包括至少三个所述沟槽;
沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向,前两个所述沟槽的沟槽深度相同,第三个及其之后的所述沟槽的沟槽深度相同,前两个所述沟槽的沟槽深度大于第三个所述沟槽的沟槽深度。
4.根据权利要求1所述的深沟槽MOSFET终端结构,其特征在于,所述源区、所述外延层和所述衬底的掺杂离子的类型相同;
所述体区和所述场限环的掺杂离子的类型相同。
5.一种半导体器件,其特征在于,包括有源区和如权利要求1-4任一项所述的深沟槽MOSFET终端结构;
所述有源区位于所述半导体器件的中心,所述深沟槽MOSFET终端结构作为所述半导体器件的终端保护区,所述终端保护区位于所述有源区的外圈且环绕包围所述有源区。
6.一种深沟槽MOSFET终端结构的制作方法,其特征在于,包括:
提供衬底,并在所述衬底的一侧形成外延层,以及在所述外延层远离所述衬底的一侧形成多个沟槽,其中,沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向所述多个沟槽依次排列,并且所述多个沟槽的沟槽深度呈减小趋势;
在所述沟槽的底部的外延层内形成对应的场限环,所述场限环与所述沟槽一一对应;
在所述沟槽内形成氧化层和多晶硅层,所述多晶硅层内嵌于所述氧化层中,所述氧化层暴露所述多晶硅层远离所述衬底的表面;
在所述外延层远离所述衬底的一端中形成体区,所述体区位于所述沟槽的两侧;
在所述衬底远离所述外延层的一侧形成漏极金属。
7.根据权利要求6所述的深沟槽MOSFET终端结构的制作方法,其特征在于,在所述外延层远离所述衬底的一侧形成多个沟槽包括:
在所述外延层远离所述衬底的一侧形成m个第u-1级基础沟槽,沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向,所述m个第u-1级基础沟槽依次排列,m≥2,m为正整数;
遮挡从后至前的至少一个且至多m-1个所述第u-1级基础沟槽,并将未遮挡的所述第u-1级基础沟槽刻蚀为第u级基础沟槽,所述第u级基础沟槽的沟槽深度大于所述第u-1级基础沟槽的沟槽深度,n≥u≥2,n和u均为正整数,所述第1级基础沟槽至所述第n级基础沟槽构成沿MOSFET终端结构远离MOSFET有源区的方向依次排列且沟槽深度呈减小趋势的所述多个沟槽。
8.根据权利要求7所述的深沟槽MOSFET终端结构的制作方法,其特征在于,遮挡从后至前的至少一个且至多m-1个所述第u-1级基础沟槽包括:采用光刻胶将从后至前的至少一个且至多m-1个所述第u-1级基础沟槽进行填充以将其遮挡。
9.根据权利要求6所述的深沟槽MOSFET终端结构的制作方法,其特征在于,在所述沟槽的底部的外延层内形成对应的场限环包括:在所述沟槽的底部的外延层内进行对应的掺杂离子的注入,形成对应的场限环,所述体区和所述场限环的掺杂离子的类型相同。
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