[发明专利]一种VDMOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种具有优异动态性能的VDMOS结构及其制造方法。

背景技术

VDMOS器件具有输入阻抗高、输入电流小、驱动功率小、驱动电路简单、开关速度高、频率特性好、热稳定性好等优点，特别是，它具有负温度系数，没有双极功率管的二次击穿问题，安全工作区大，其广泛的应用于汽车电子、马达驱动、工业控制、电机调速、开关电源、节能灯、逆变器音频放大、高频振荡器和不间断电源领域中。

能够表征功率VDMOS器件性能的重要参数称为品质因子FOM(figure of merit)，其等于导通电阻R_on和栅漏电荷Q_gd乘积，即FOM＝R_on×Q_gd。一般情况下，栅漏电荷Q_gd越小，功率VDMOS器件的开关性能越好，损耗越小，但导通电阻R_on会随Q_gd的减小而增大，二者是两个矛盾的参数。因此，设计人员常常在低栅漏电荷Q_gd和低导通电阻R_on之间作出折中取舍，很难有效地大幅度降低FOM值，从而提高VDMOS器件的工作效率。

目前，在VDMOS器件加工过程中，虽然能够通过优化工艺参数来提高器件的开关性能，但是效果十分有限。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种VDMOS器件的制造方法，包括在衬底的外延层表面形成沟槽，在所述沟槽内沉积体内氧化层，在所述外延层之上形成栅极，所述栅极与所述体内氧化层接界，在所述外延层上，以与所述体内氧化层间隔一段距离的方式在所述体内氧化层的相对两侧形成源极，在所述衬底上形成漏极。

在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，沿所述外延层的宽度方向布置彼此间隔的多个体内氧化层，在步骤d中，沿所述外延层的长度方向在所述多个体内氧化层的相对两侧形成所述源极。

在本发明的一些实施方式中，所述多个体内氧化层彼此之间的间隔距离相等或不等。

在本发明的一些实施方式中，在步骤c中，所述栅极与所述体内氧化层接界区域的面积基本占所述栅极面积的一半。

本发明提供的VDMOS器件的制造方法只需在外延层表面刻蚀沟槽，将体内氧化层沉积在沟槽内，无需改变器件的外部结构和形状，可以采用常规方式集成。另外，可以在外延层表面刻蚀多个沟槽，使其等距或不等距的间隔设置，在不影响器件反向击穿电压的情况下，有效的降低器件的FOM值。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤d包括在所述外延层表面形成阱，所述阱的深度与所述沟槽深度相同，在所述阱内形成源区。

在本发明的一些实施方式中，在所述步骤a中，所述沟槽的侧壁与底壁之间的夹角为90～100°，这种设置有利于在不降低反向击穿电压的情况下，进一步降低VDMOS器件的FOM值，提高其动态性能。

本发明还提供了一种VDMOS器件，包括衬底，位于所述衬底底部的漏极，位于所述衬底上部的外延层，位于所述外延层表面的槽沟，所述槽沟内沉积有体内氧化层，位于所述外延层上，以与所述体内氧化层间隔一段距离的方式布置在所述体内氧化层相对两侧的源极，以及位于所述外延层之上的栅极，所述栅极与所述体内氧化层接界。

本发明提供的VDMOS器件在不改变现有器件外形的情况下，在外延层内刻蚀沟槽，并在沟槽内沉积体内氧化层。其在不影响器件反向击穿电压的情况下，有效的降低器件的FOM值，增强VDMOS器件的动态性能。

附图说明

图1为本发明一实施方式的具有间隔式体内厚氧化层的VDMOS器件元胞结构正面剖面图；

图2为本发明一实施方式的具有间隔式体内厚氧化层的VDMOS器件俯视剖视图；

图3(a)—图3(h)为本发明一实施方式的VDMOS器件制造流程图。

附图标记说明如下：

S—源极，G—栅极，D—漏极，T_s—体内厚氧化层厚度，

L_b—体内厚氧化层与源极距离，

W_s—体内厚氧化层宽度，W_f—体内厚氧化层间隔距离。

具体实施方式