[发明专利]带有均匀掺杂沟道的低压高密度沟槽栅极功率器件及其边缘终止技术

摘要

本发明通过向沟槽底部注入掺杂剂，将低压沟槽MOSFET器件中的漂移区合并在一起，从而允许采用非常小的单元间距，从而实现非常高的沟道密度和均匀掺杂的沟道，并最终极大地降低沟道的电阻。通过选择适当的掺杂剂量和漂移区的退火参数，器件的沟道长度可以受到严格控制，并且沟道的掺杂可以进行的非常一致，与常规器件相比，本发明的域值电压被降低，其沟道电阻被减小，其漂移区的导通电阻也被减小。为了实现合并的漂移区，本发明融入了一种新的边缘终止设计，因此由P外延层和N⁺衬底形成的PN结能够在单元片的边缘处被终止。

主权项

1.一种具有沟槽栅极的功率MOSFET，包括：半导体衬底；在衬底的一个表面上的一个漏层，掺杂有一种极性的高浓度掺杂剂；一个在漏层之上的外延层，并以相反极性的掺杂剂轻掺杂；位于衬底的另一表面上的一个源层，掺杂有高浓度的与漏极层相同的掺杂剂；多个沟槽穿透源层，所述沟槽基本上注入有导电的栅极多晶材料，该材料掺杂有与源层同样类型的掺杂剂；以及在衬底上的一个漂移层，形成连续的轻掺杂漂移区，该漂移区在沟槽的侧壁之间延伸、并从漏层向源区延伸以及沿着沟槽侧壁的下部延伸，以提供可变的轻掺杂浓度，在密度上从沟槽的侧壁向位于沟槽之间大致中部的平面逐渐降低。