[发明专利]功率MOSFET及其形成方法

说明书

提供一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)及其形成方法。功率MOSFET可以包括第一漂移区，形成在栅电极一侧处；和第二漂移区，位于栅电极下方、邻近第一漂移区以及深度小于第一漂移区的深度，使得第一漂移区和第二漂移区一起形成阶梯状。第二漂移区的深度、栅极电介质的深度以及栅电极的深度的总和可以具有与第一漂移区的深度基本相同的值。使用栅电极作为注入掩模的一部分，可以同时形成第一漂移区和第二漂移区。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地来说，涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

由于半导体器件的发明基于诸如双极结型晶体管(BJT)的双极技术，所以为了扩展它们的应用，已经作出了很大努力来增加这些器件的功率处理能力。金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是用于放大或切换电信号的晶体管。MOSFET是具有源极(S)、栅极(G)、漏极(D)以及体(body)(B)端子的四端子器件。尽管BJT曾经更加普通，但是MOSFET目前是数字和模拟电路中的最普通的晶体管。

随着获得重要性的CMOS技术和集成电路领域中的处理技术超越用于功率器件的双极技术的发展，引入了功率MOSFET。现在可以利用CMOS技术的稳定发展来开发诸如功率MOSFET的改进的功率器件。与其双极对应物相比，功率MOSFET可以具有良好性能。例如，n-沟道功率MOSFET通过电子转移运行，其中，电子转移本质上比BJT所依赖的结合的电子和空穴转移更快。

与BJT功率器件相比，功率MOSFET因更好的切换速度而闻名，并且由于绝缘栅极，它们需要非常小的栅极驱动功率。功率MOSFET的主要缺陷是高导通电阻R_dson和热载流子注入(HCI)问题。需要改进关于高导通电阻和HCI问题的功率MOSFET性能的方法和装置。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，包括：衬底；第一区域，从所述衬底的顶面延伸到所述衬底中，所述第一区域具有第一导电类型并具有第一杂质浓度；栅极电介质，位于所述第一区域上方并与所述第一区域接触；栅电极，位于所述栅极电介质上方并且与所述栅极电介质接触；第二区域，具有所述第一导电类型，并且在所述栅电极的第一侧形成在所述第一区域内，所述第二区域具有第二杂质浓度；阶梯式漂移区，具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、具有第三杂质浓度并位于所述第一区域内，所述阶梯式漂移区包括第一部分和第二部分，所述第一部分形成在所述栅电极的第二侧处，并且所述第二部分位于所述栅电极下方、邻近所述第一部分并且其深度小于所述第一部分的深度；源极区，具有所述第二导电类型并且位于所述第二区域内；以及漏极区，具有所述第二导电类型并且位于所述阶梯式漂移区的所述第一部分内。

在该功率MOSFET中，所述阶梯式漂移区的第二部分的深度、所述栅极电介质的深度以及所述栅电极的深度的总和具有与所述阶梯式漂移区的第一部分的深度基本相同的值。

在该功率MOSFET中，所述第二区域延伸到所述栅电极下方。

在该功率MOSFET中，所述栅极电介质包括氧化硅、氮化硅或高k介电材料。

在该功率MOSFET中，所述栅电极包括掺杂多晶硅、金属或金属合金。

该功率MOSFET进一步包括：第三区域，在所述栅电极的第二侧处位于所述第一区域内并且位于所述阶梯式漂移区的第一部分之下，所述第三区域具有所述第二导电类型并具有第四杂质浓度。

该功率MOSFET进一步包括：所述第一导电类型的拾取区，位于所述第二区域内并且紧邻所述源极区。

该功率MOSFET进一步包括：环绕所述栅极电介质和所述栅电极的第一边缘的第一间隔件和环绕所述栅极电介质和所述栅电极的第二边缘的第二间隔件。