[发明专利]一种场效应晶体管结构及其制作方法

权利要求书

1.一种场效应晶体管的外延结构，其特征在于，它包括：

N+衬底，作为所述场效应晶体管的漏极；

形成在所述衬底上的N^-外延层；

形成在所述N^-外延层中沟槽，并且所述沟槽中填充有P^－外延层；

形成在所述P^-外延层中的P⁺阱；

形成在所述P⁺阱中的N⁺源区；以及

形成在所述P^-沟槽以外区域的所述N^-外延层上的多晶硅栅极，

其中，所述N^-外延层的掺杂浓度从所述N+衬底向着远离所述衬底的方向是缓变的。

2.如权利要求1所述的场效应晶体管的外延结构，其特征在于，所述N^-外延层的厚度是30μm－60μm，并且所述N^-外延层的掺杂浓度在所述30μm－60μm的厚度范围内，从所述N+衬底向着远离所述衬底的方向，从4.9e¹⁵-9.5e¹⁵的起始浓度线性缓变到所述起始浓度的1.15倍。

3.如权利要求1所述的场效应晶体管的外延结构，其特征在于，填充有所述P^-外延层的沟槽的边缘相对于垂直于所述衬底顶面有一个倾斜角，并且所述倾斜角使得所述沟槽呈现位于所述N⁺衬底的一侧较窄而远离所述N⁺衬底的一侧较宽的形状。

4.如权利要求2所述的场效应晶体管的外延结构，其特征在于，所述沟槽的倾斜角是85－89度。

5.如权利要求1所述的场效应晶体管的外延结构，其特征在于，在所述N^－外延层和所述多晶硅栅极之间，还形成有一层栅氧化层，所述栅氧化层的厚度是800－1200?。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的场效应晶体管的外延结构，其特征在于，所述沟槽的深度为30μm－50μm。

7.一种制作如权利要求1所述的场效应晶体管结构的外延工艺，其特征在于，它包含下述步骤：

步骤a）：在N⁺衬底上生长一层N^-外延层；

步骤b)：在所述N^-外延层中刻蚀沟槽；

步骤c）：在所述沟槽中填充P^－外延层；

步骤d）：在由步骤c）形成的填充有P^-外延层的所述沟槽以外区域的N^-外延层表面上，形成一层栅氧化层；

步骤e）：在由步骤c）形成的所述栅氧化层上生长一层重掺杂的N⁺多晶硅层，或者在淀积一层非掺杂的多晶硅之后在非掺杂的多晶硅中注入杂质以形成N⁺多晶硅栅极；

步骤f）：在形成的所述P^-外延层中进行P^＋阱的注入和退火；

步骤g）：在形成的所述P^＋阱中进行N⁺源区的注入和退火；以及

步骤h）：在所形成的P^＋阱上方形成金属源极，并在所述N⁺衬底上进行金属铝的淀积以形成漏极，

其中，所述N^-外延层中的掺杂浓度从所述N⁺衬底向着远离所述衬底的方向是缓变的。

8.如权利要求7所述的外延工艺，其特征在于，所述N^-外延层的厚度是30μm－60μm，并且所述N^-外延层的掺杂浓度在所述30μm－60μm的厚度范围内，从所述N⁺衬底向着远离所述衬底的方向，从4.9e¹⁵-9.5e¹⁵的起始浓度线性缓变到所述起始浓度的1.15倍。

9.如权利要求7所述的外延工艺，其特征在于，在步骤b）对所述N^-外延层进行沟槽刻蚀之前，还包括首先在所述N^-外延层上生长一层氧化层，然后再以所形成的氧化层为掩膜板，进行所述沟槽的刻蚀。