[发明专利]一种沟槽平面栅MOSFET器件及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽平面栅MOSFET器件，包括作为漏极D的n⁺硅衬底层，在n⁺硅衬底层的上面连接有n^-外延层，n^-外延层的上方中间设置有平面栅极G，平面栅极G的两侧的n^-外延层上各设置有一个p基区，每个p基区内设置有n⁺源区，在表面处n⁺源区与p基区短路形成源极S，其特征在于，

在两个p基区之间，并且沿n^-外延层上端中间部位开有沟槽，所述沟槽深度小于p基区的深度，沟槽宽度小于p基区之间的间距，沟槽内部填充有多晶硅栅，所述多晶硅栅与n^-外延层之间填充有栅氧化层，所述栅氧化层和所述多晶硅栅形成沟槽型的栅极结构，并与n^-外延层上方的所述平面栅极G连为一体。

2.按照权利要求1所述的沟槽平面栅MOSFET器件，其特征在于，所述沟槽为矩形槽。

3.按照权利要求1所述的沟槽平面栅MOSFET器件，其特征在于，所述沟槽为上大下小的梯形沟槽，槽壁和槽底面的夹角与沟槽深度和沟槽上、下边宽度应满足下式：

d_t＝tgθ·(w_t1-w_t2)/2

式中，θ为槽壁和槽底面的夹角，d_t为沟槽深度，w_t1为沟槽上边宽度，w_t2为沟槽下边宽度。

4.一种权利要求1所述沟槽平面栅MOSFET器件的制造方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

步骤1：在<100>硅n⁺衬底上生长一层n^-外延层，并在n^-外延层上表面利用热氧化，生长一层SiO₂掩蔽层；

步骤2：沿n^-外延层上端中间部位纵向设定沟槽的窗口，利用反应离子刻蚀技术，刻蚀出沟槽，该沟槽深度小于p基区的设定深度，沟槽宽度小于p基区之间的间距；

步骤3：腐蚀掉SiO₂掩蔽层，重新热生长栅氧化层，并淀积多晶硅，采用表面平坦化技术，形成表面平整的多晶硅层；

步骤4：刻蚀多晶硅层和栅氧化层，形成平面栅极G和与平面栅极G相连的沟槽型的栅极结构；

步骤5：注入硼离子B⁺，并退火兼推进形成p基区；

步骤6：注入磷离子P⁺，并退火兼推进形成n⁺源区；

步骤7：进行衬底减薄、电极制备、划片、封装后即成。

5.按照权利要求4所述的沟槽平面栅MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述步骤2中的沟槽为矩形槽。

6.按照权利要求4所述的沟槽平面栅MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述步骤2中的沟槽为上大下小的梯形沟槽，槽壁和槽底面的夹角与沟槽深度和沟槽上、下边宽度应满足下式：

d_t＝tgθ·(w_t1-w_t2)/2

式中，θ为槽壁和槽底面的夹角，d_t为沟槽深度，w_t1为沟槽上边宽度，w_t2为沟槽下边宽度。