[实用新型]一种双多晶硅功率MOS管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种双多晶硅功率MOS管。 

背景技术

功率MOS管在反压较高时，由外延层承担反压，外延层的电阻率较大，厚度较厚，导致外延层电阻占整体导通电阻的比例最大，因此，改善外延层电阻的效果最明显。比较流行的方法是采用如图1所示类似超级结Super Junction的三维3D结构。 

类似Super Junction的3D结构从两个方面减小外延层电阻。一方面，空间电荷区从单一的垂直方向空乏改变为垂直与水平两个方向空乏，缩小空乏的距离；另一方面，在保证MOS管截止时空间电荷区多数载流子能耗尽的情况下，尽量提高外延层载流子浓度，则MOS管导通时外延层的电阻率就尽量小了。这样在耐压不变的情况下外延层电阻或整体导通电阻就变小了，功率MOS管工作时发热就少了。然而，目前Super Junction和3D结构都存在一定的技术难度，其核心技术都掌握在国外品牌厂家和国内少数代工企业手里。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双多晶硅功率MOS管，其能够在满足MOS器件功能的前提下，达到减小极与极间的电容的目的，从而提高了MOS管的开关速度。 

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的： 

一种双多晶硅功率MOS管，主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成；其中N型外延层位于N+衬底的正上方；N型外延层的中部开设有纵向延伸的深沟槽，厚氧化层覆于深沟槽的槽壁上；在覆有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅；在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内开设有纵向延伸的栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处；栅极沟槽内填充有栅极多晶硅；栅极氧化层位于栅极沟槽的外侧，并呈纵向延伸；体区P位于栅极氧化层的外侧；源区N+位于栅极氧化层的外侧，并处于体区P的正上方；源区N+的外侧设有钨塞；P+区位于钨塞的底部，并处于体区P的上部；硼磷硅玻璃覆盖在源区N+、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层和栅极多晶硅的上方；源极位于钨塞和硼磷硅玻璃的正上 方；漏极位于N+衬底的正下方。 

与现有技术相比，本实用新型利用双POLY结构，即源极多晶硅(Source Poly)和栅极多晶硅(Gate Poly)利用不同厚度的氧化层，在满足MOS器件功能的前提下，达到减小极与极间的电容的目的，大幅减小栅极(Gate)和漏极(Drain)之间以及栅极(Gate)和源极(Source)的电容，从而大幅减少栅极(Gate)开关时的充电时间(栅极电荷密度Qg可以大幅降低)，提高了MOS管的开关速度，并利用深槽类3D结构，降低外延厚度对内阻(Ron)的影响，实现低内阻(Low Ron)。 

附图说明

图1为现有超级结的三维结构示意图。 

图2为一种双POLY功率MOS管示意图。 

具体实施方式

一种双多晶硅功率MOS管，如图2所示，其主要由N+衬底、N型外延层、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层、栅极多晶硅、体区P、源区N+、硼磷硅玻璃、P+区、钨塞、源极和漏极组成。其中N型外延层位于N+衬底的正上方。N型外延层的中部开设有纵向延伸的深沟槽，厚氧化层覆于深沟槽的槽壁上。在覆有厚氧化层的深沟槽的槽中填充源极多晶硅。在源极多晶硅和N型外延层之间的厚氧化层内开设有纵向延伸的栅极沟槽，该栅极沟槽在靠近源极多晶硅的一侧留存有一定厚度的厚氧化层，栅极沟槽在靠近N型外延层的一侧则挖到N型外延层处。栅极沟槽内填充有栅极多晶硅。栅极氧化层位于栅极沟槽的外侧，并呈纵向延伸。体区P位于栅极氧化层的外侧。源区N+位于栅极氧化层的外侧，并处于体区P的正上方。源区N+的外侧设有钨塞。P+区位于钨塞的底部，并处于体区P的上部。硼磷硅玻璃覆盖在源区N+、厚氧化层、源极多晶硅、栅极氧化层和栅极多晶硅的上方。源极位于钨塞和硼磷硅玻璃的正上方。漏极位于N+衬底的正下方。 

上述双多晶硅(POLY)功率MOS管的其制备方法，包括如下步骤： 

步骤1，在晶体的N+衬底的上方生长N型外延层。 

步骤2，在晶体的N型外延层内制作出深沟槽，并在深沟槽的槽壁上生长厚度较厚的厚氧化层。 

步骤2.1，在晶体的表面光刻沟槽图形。 

步骤2.2，在晶体的中部蚀刻出深沟槽。 

步骤2.3，在深沟槽的壁上生长厚度较厚的厚氧化层。