[发明专利]超高密度功率沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由Robert Q.Xu等人于2009年10月20日提交的第61/253,464号，标题为“Super-High Density Power Trench MOSFET with Recessed Gated and Trench Edge Termination”的美国临时申请的优先权，在此结合其内容作为参考。

背景技术

对于传统的沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）来说，可期望的是提高其沟槽组装密度（packing density）。但是，随着传统沟槽式MOSFET的沟槽填料密度持续增长，制造这种传统沟槽式MOSFET变得更加困难。例如，利用光刻法来印制非常狭窄的沟槽变得更加有挑战性。而且，在装配这种类型的传统沟槽式MOSFET时，将材料插入非常狭窄的沟槽内变得更加困难。此外，为了避免造成电短路，要使特定的电触点恰当排列变得更加成问题。

发明内容

在一个实施例中，本方法可包括，在垂直金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）本体区中形成多个沟槽。此外，本方法可包括将源极区倾斜注入到该本体区。而且，在多个沟槽内可生长电介质材料。栅极多晶硅可被沉积在多个沟槽内。此外，本方法可包括化学机械抛光栅极多晶硅。本方法还可包括在该多个沟槽内回蚀（etch back）栅极多晶硅。

在另一个实施例中，本方法可包括在装置的外延区中形成边缘终止沟槽（edge termination trench）。电介质材料可被沉积在该边缘终止沟槽内。此外，多晶硅可被沉积在边缘终止沟槽中。此外，本方法可包括化学机械抛光多晶硅。而且，本方法可包括在该边缘终止沟槽内回蚀多晶硅。

在又一个实施例中，该装置可包括在垂直MOSFET的本体区内的多个沟槽。多个沟槽可分别包括由电介质材料包围的栅极多晶硅。该电介质材料的上表面被平坦化。此外，该装置可包括源极接触点和限定该多个沟槽的多个台面（mesa）。这些台面中的每一个台面包括接触源极接触点的源极区。

虽然在本发明内容中已经特别描述了依据本发明的特定实施例，但是注意，本发明和要求的主题并不以任何方式受到这些实施例的限制。

附图说明

在附图中通过举例，但不构成限制的方式，说明了本发明的实施例，并且其中相似的附图编号指代类似的元件。

图1是依据本发明各种实施例的超高密度P-型沟道凹槽栅极功率沟槽式MOSFET的侧截面视图；

图2是依据本发明的各种实施例的超高密度N-型沟道凹槽栅极功率沟槽式MOSFET的侧截面视图；

图3示出了依据本发明的一个实施例的制造的超高密度P-型沟道凹槽栅极功率沟槽式MOSFET的一部分的侧截面视图；

图4示出了依据本发明的一个实施例的制造的超高密度N-型沟道凹槽栅极功率沟槽式MOSFET的一部分的侧截面视图；

图5是依据本发明的各种实施例的多个沟槽加传统边缘终止的侧截面视图；

图6是依据本发明的各种实施例的多个沟槽加沟槽式边缘终止的侧截面视图；

图7是依据本发明的各种实施例的又另一个栅极拾取器（gate pickup）加传统边缘终止的沿主动沟槽中心（active trench center）的侧截面视图；

图8是依据本发明的各种实施例的再另一个栅极拾取器加沟槽式边缘终止的沿主动沟槽中心的侧截面视图；

图9是依据本发明的各种实施例的附加的栅极拾取器梳形物区以降低栅极电阻的沿一个台面中心的侧截面视图；

图10是依据本发明的各种实施例的图9的栅极拾取器梳形物区的沿沟槽中心的不同的侧截面视图；

图11是依据本发明的各种实施例，包括传统的边缘终止的方法的流程图；

图12是依据本发明的各种实施例，包括传统的边缘终止的另一个方法的流程图；

图13是依据本发明的各种实施例，包括传统的边缘终止的又另一个方法的流程图；

图14是依据本发明的各种实施例，用于将沟槽式边缘终止插入图11至图13的方法的流程图；

除非明确注明，在本说明书中涉及的附图不应被理解为是依比例描绘的。

具体实施方式