[发明专利]垂直型MOS晶体管及其方法

权利要求书

1.一种垂直型MOS晶体管，包括：

第一导电率类型的块状半导体衬底，所述块状半导体衬底在第一表面上具有漏极导体，并且所述块状半导体具有与所述第一表面相反的第二表面；

位于所述块状半导体衬底的所述第二表面上的所述第一导电率类型的外延层，所述外延层具有表面；

所述外延层上的第二导电率类型的第一掺杂区，所述第一掺杂区具有从靠近所述外延层的所述表面延伸至所述外延层中的第一外边缘；

所述外延层的一部分上的薄绝缘体，所述薄绝缘体的厚度取决于所述垂直型MOS晶体管的所求的栅极电压，所述薄绝缘体的第一部分覆盖所述第一掺杂区的一部分，并延伸越过所述第一掺杂区的所述第一外边缘而覆盖所述外延层的一部分，所述外延层的所述一部分与所述第一掺杂区的所述第一外边缘相邻；

沟槽型栅极，所述沟槽型栅极在所述外延层上形成并延伸至所述第一掺杂区中，所述沟槽型栅极具有位于所述沟槽型栅极的沟槽中的第一栅极导体；

源极，所述源极被形成为在所述外延层上且在所述第一掺杂区中的所述第一导电率类型的第二掺杂区，所述源极定位为与所述沟槽型栅极相邻；

第二栅极导体，所述第二栅极导体位于所述薄绝缘体的所述第一部分上并覆盖所述第一掺杂区的一部分，所述第一掺杂区的所述一部分在所述沟槽型栅极和所述第一掺杂区的所述第一外边缘之间，其中所述第二栅极导体并不延伸至覆盖在所述外延层和所述第一掺杂区的所述第一外边缘的界面处形成的PN结，并且其中所述第一掺杂区的所述第一外边缘上方和所述第二栅极导体下方不具有热生长场氧化区；

层间电介质，其形成在所述薄绝缘体的所述第一部分上并覆盖所述第二栅极导体的一部分，其中所述层间电介质的厚度为所述薄绝缘体厚度的至少两倍，所述层间电介质延伸横过所述薄绝缘体越过所述第一掺杂区的所述第一外边缘；以及

金属栅极导体，所述金属栅极导体形成在所述层间电介质的一部分上和所述第二栅极导体的一部分上。

2.如权利要求1所述的垂直型MOS晶体管，其中所述第二栅极导体被设置为不覆盖在所述外延层和所述第一掺杂区的所述第一外边缘的所述界面处形成的耗尽区。

3.如权利要求1所述的垂直型MOS晶体管，其中所述垂直型MOS晶体管没有组元覆盖场氧化区。

4.一种用于形成垂直型MOS晶体管的方法，包括如下步骤：

提供第一导电率类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面和第二表面；

在所述半导体衬底的所述第一表面上形成第二导电率类型的第一掺杂区并延伸至所述半导体衬底中；

在所述半导体衬底的所述第二表面上形成漏极导体；以及

形成延伸至所述第一掺杂区中的垂直型MOS晶体管的源极区和栅极区，其中所述垂直型MOS晶体管不具有覆盖所述半导体衬底和所述第一掺杂区的外边缘之间界面的场氧化区。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述垂直型MOS晶体管不具有覆盖所述界面的热生长场氧化区。

6.如权利要求4所述的方法，其中形成所述垂直型MOS晶体管的源极区和栅极区的步骤包括：在半导体衬底的第一表面上形成薄绝缘体并且所述薄绝缘体覆盖所述半导体衬底和所述第一掺杂区的所述外边缘之间的界面，所述薄绝缘体的厚度取决于所述垂直型MOS晶体管的所求的栅极电压；以及在所述薄绝缘体的第一部分上形成栅极导体，其中所述薄绝缘体的所述第一部分覆盖所述第一掺杂区的一部分。

7.如权利要求6所述的方法，还包括将所述栅极导体形成为不延伸至覆盖所述半导体衬底和所述第一掺杂区的所述外边缘之间的所述界面。

8.如权利要求6所述的方法，还包括在所述薄绝缘体的所述第一部分上形成层间电介质，所述层间电介质覆盖所述栅极导体的一部分。