[发明专利]具有低特征导通电阻的功率MOSFET器件及其制造方法

摘要

本发明涉及一种具有低特征导通电阻的功率MOSFET及其制造方法，其元件区包括第一沟槽及第二沟槽；第一沟槽与第二沟槽交替相邻设置，第二沟槽在第一导电类型漂移层内的深度不超过第一沟槽在第一导电类型漂移层内的深度；在覆盖有绝缘氧化层的第一沟槽内填充有第一导电多晶硅；在覆盖有绝缘栅氧化层的第二沟槽内填充有第二导电多晶硅；在第二沟槽槽口外的两侧设置第一导电类型注入区；第二沟槽的槽口上覆盖有绝缘介质层；第一主面金属层同时与第一主面下方的第一导电类型注入区以及第二导电类型阱层电连接。本发明导通电阻低，栅极充电电荷（Qg）小，制造工艺简单并且器件具有高可靠性。

主权项

一种具有低特征导通电阻的功率MOSFET器件，在所述MOSFET器件的俯视平面上，包括位于半导体基板的元件区和终端保护区，所述元件区位于半导体基板的中心区，终端保护区环绕包围元件区；在所述MOSFET器件的截面上，半导体基板具有第一主面以及与所述第一主面相对应的第二主面，第一主面与第二主面间包括第一导电类型漂移层以及位于所述第一导电类型漂移层下方的第一导电类型衬底层，第一导电类型衬底层与第一导电类型漂移层邻接，第一导电类型漂移层的表面形成第一主面，第一导电类型衬底的表面形成第二主面；在第一导电类型漂移层内的上部设置第二导电类型阱层；其特征是：在所述MOSFET器件的截面上，所述元件区包括第一沟槽及第二沟槽；第一沟槽与第二沟槽交替相邻设置，第二沟槽在第一导电类型漂移层内的深度不超过第一沟槽在第一导电类型漂移层内的深度；在所述MOSFET器件的截面上，第一沟槽由半导体基板的第一主面垂直向下延伸，深度至第二导电类型阱层下方的第一导电类型漂移层内；第一沟槽的内壁上生长覆盖有绝缘氧化层，在所述覆盖有绝缘氧化层的第一沟槽内填充有第一导电多晶硅；在所述MOSFET器件的截面上，第二沟槽有半导体基板的第一主面垂直向下延伸，深度至第二导电类型阱层下方的第一导电类型漂移层内；第二沟槽的内壁上生长覆盖有绝缘栅氧化层，在覆盖有绝缘栅氧化层的第二沟槽内填充有第二导电多晶硅；在第二沟槽槽口外的两侧设置第一导电类型注入区，第一导电类型注入区与第二沟槽的外壁相接触；第二沟槽的槽口上覆盖有绝缘介质层；在所述MOSFET器件的截面上，半导体基板的第一主面上设置有第一主面金属层，所述第一主面金属层与第一沟槽内填充的第一导电多晶硅电连接，第一主面金属层通过绝缘介质层与第二沟槽内填充的第二导电多晶硅隔离，第一主面金属层同时与第一主面下方的第一导电类型注入区以及第二导电类型阱层电连接；在所述MOSFET器件的截面上，所述第一沟槽的槽口宽度大于第二沟槽的槽口宽度；两个相邻第一沟槽之间的距离不大于两个相邻第二沟槽之间的距离；所述第一沟槽内的绝缘氧化层的厚度大于第二沟槽内绝缘栅氧化层的厚度；所述半导体基板的第二主面上覆盖有第二主面金属层，第二主面金属层与第一导电类型衬底层电连接。