專利名稱：溝槽式場效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽式場效應(yīng)晶體管，尤其涉及一種雙外延層(Dual Epi)的氧化物輔助(Oxide Assisted)的溝槽式(Trench)功率場效應(yīng)晶體管(Power M0SFET)。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)是一種利用電場效應(yīng)來控制電流大小的半導(dǎo)體器件。場效應(yīng)晶體管體積小、重量輕、耗電省、壽命長，并具有輸入阻抗高、噪聲低、 熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用范圍廣。請參閱圖1，圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的溝槽式場效應(yīng)晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述場效應(yīng)晶體管包括η+襯底11，形成在所述襯底11 一側(cè)的η-外延層12，形成在所述襯底11 另一側(cè)的漏極(圖未示)。形成在所述外延層12內(nèi)的ρ型體區(qū)13以及形成于所述體區(qū)13 內(nèi)的源區(qū)(圖未示)。溝槽14延伸穿過所述體區(qū)13直到所述外延層12，所述溝槽14中設(shè)置有多晶硅柵電極15，所述柵電極15和所述體區(qū)13之間設(shè)置有柵氧化層16。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高擊穿電壓(Breakdown Voltage, BV)的溝槽式場效應(yīng)晶體管。一種溝槽式場效應(yīng)晶體管，包括襯底和形成于所述襯底表面的第一外延層；設(shè)置于所述第一外延層表面的第二外延層；形成于所述第二外延層內(nèi)的體區(qū)；穿過所述體區(qū)且延伸至所述第二外延層的第一溝槽，所述第一溝槽內(nèi)設(shè)置所述場效應(yīng)晶體管的柵極；設(shè)置于所述第一溝槽兩側(cè)的第二溝槽，所述第二溝槽由所述第二外延層的表面延伸至所述第一外延層和所述第二外延層的交界處，所述第二溝槽的內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧化硅層。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第二溝槽內(nèi)還設(shè)置多晶硅， 所述氧化硅層設(shè)置于所述多晶硅和所述第二溝槽的內(nèi)側(cè)之間。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第二溝槽相鄰側(cè)壁之間的距離為10 μ m。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第一外延層的厚度范圍為 40 μ m 至Ij 48 μ m。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第一外延層的厚度40 μ m。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第二外延層的厚度范圍為 3 μ m 至丨J 10 μ m。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第二外延層的厚度范圍為 19 μ m。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第二外延層的摻雜濃度為 lE15/cm3。上述溝槽式場效應(yīng)晶體管優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第一外延層的摻雜濃度為3. 45E14/cm3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管包括第一、第二外延層，所述第二外延層中設(shè)置有氧化硅層輔助的第二溝槽，從而提高了所述溝槽式場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的溝槽式場效應(yīng)晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。請參閱圖2，圖2是本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述溝槽式場效應(yīng)晶體管包括襯底22和形成于所述襯底22 —側(cè)表面的第一外延層23，所述襯底22的另一側(cè)設(shè)置所述場效應(yīng)晶體管的漏極(圖未示)。所述第一外延層23的表面設(shè)置有第二外延層對。所述第二外延層M包括體區(qū)沈以及穿過所述體區(qū)沈且延伸至所述第二外延層 M的第一溝槽25，所述第一溝槽25內(nèi)設(shè)置所述場效應(yīng)晶體管的多晶硅柵極，所述多晶硅柵極和所述第一溝槽25之間為柵氧化層。所述場效應(yīng)晶體管還包括接觸孔(圖未示)以及設(shè)置于所述體區(qū)26內(nèi)的源區(qū)(圖未示)。在所述第二外延層M內(nèi)，所述第一溝槽25的兩側(cè)形成有第二溝槽四，所述第二溝槽四由所述第二外延層M的表面延伸至所述第一外延層23和所述第二外延層M的交界處，所述第二溝槽四內(nèi)設(shè)置有多晶硅，所述多晶硅和所述第二溝槽四的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置氧化硅層，所述氧化硅層的厚度大于所述柵氧化層的厚度。 本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管包括第一、第二外延層23、24，所述第二外延層M中設(shè)置有氧化硅層輔助的第二溝槽四，從而提高了所述溝槽式場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓。在本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種較佳實(shí)施例的溝槽式場效應(yīng)晶體管，在本實(shí)施例中，所述第一外延層23的厚度范圍可以為40μπι到 48 μ m,所述第二外延層M的厚度范圍可以為3 μ m到10 μ m。當(dāng)所述第一、第二外延層23、 M取不同的厚度時，所述場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓BV和導(dǎo)通電阻Rdson的取值如表1所不。表 權(quán)利要求
1.一種溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括襯底和形成于所述襯底表面的第一外延層；設(shè)置于所述第一外延層表面的第二外延層；形成于所述第二外延層內(nèi)的體區(qū)；穿過所述體區(qū)且延伸至所述第二外延層的第一溝槽，所述第一溝槽內(nèi)設(shè)置所述場效應(yīng)晶體管的柵極；設(shè)置于所述第一溝槽兩側(cè)的第二溝槽，所述第二溝槽由所述第二外延層的表面延伸至所述第一外延層和所述第二外延層的交界處，所述第二溝槽的內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧化硅層。
2.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二溝槽內(nèi)還設(shè)置多晶硅，所述氧化硅層設(shè)置于所述多晶硅和所述第二溝槽的內(nèi)側(cè)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二溝槽相鄰側(cè)壁之間的距離為 ο μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一外延層的厚度范圍為 40 μ m 至Ij 48 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一外延層的厚度 40 μ m0
6.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二外延層的厚度范圍為 3μπι 至Ij 10 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二外延層的厚度范圍為19μπ 。
8.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二外延層的摻雜濃度為 lE15/cm3。
9.如權(quán)利要求1所述的溝槽式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一外延層的摻雜濃度為 3. 45E14/W。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溝槽式場效應(yīng)晶體管，包括襯底和形成于所述襯底表面的第一外延層；設(shè)置于所述第一外延層表面的第二外延層；形成于所述第二外延層內(nèi)的體區(qū)；穿過所述體區(qū)且延伸至所述第二外延層的第一溝槽，所述第一溝槽內(nèi)設(shè)置所述場效應(yīng)晶體管的柵極；設(shè)置于所述第一溝槽兩側(cè)的第二溝槽，所述第二溝槽由所述第二外延層的表面延伸至所述第一外延層和所述第二外延層的交界處，所述第二溝槽的內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧化硅層。本發(fā)明的溝槽式場效應(yīng)晶體管能夠提高擊穿電壓。
文檔編號H01L29/78GK102244101SQ201110176528
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者王顥 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司