[发明专利]金属氧化物半导体场效应管及其制造方法

权利要求书

1.一种金属氧化物半导体场效应管，包括由多个相同的单原胞组成的单胞阵列，所述单原胞包括第一导电类型的衬底、所述衬底上的第二导电类型阱区、所述阱区内的第一导电类型掺杂区以及所述衬底上的分裂栅极，所述分裂栅极从一第一导电类型掺杂区延伸至相邻的另一第一导电类型掺杂区上，其特征在于，所述分裂栅极包括衬底上的栅氧化层，所述栅氧化层上相互分离的第一多晶硅栅和第二多晶硅栅，填充于第一多晶硅栅和第二多晶硅栅之间并部分覆盖第一和第二多晶硅栅、将第一和第二多晶硅栅间的间隙填充的填充氧化层，以及覆盖所述第一多晶硅栅、第二多晶硅栅及填充氧化层的隔离介质氧化层；所述填充氧化层、第一和第二多晶硅栅是所述阱区的注入阻挡层和所述掺杂区的注入阻挡层；所述第一和第二导电类型为相反的导电类型。

2.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述单原胞还包括：

设于所述衬底上的第一导电类型的外延层；所述阱区设于所述外延层内，所述栅氧化层设于所述外延层上；

金属层，覆盖所述隔离介质氧化层、并与所述分裂栅极两侧的第一导电类型掺杂区和阱区电性连接。

3.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述第一多晶硅栅和第二多晶硅栅的宽度均为1.5微米～5.5微米，高度均为0.4微米～1.2微米。

4.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述填充氧化层的厚度为1微米～2.5微米，所述栅氧化层的厚度为900埃～1500埃，所述隔离介质氧化层的厚度为2.5微米～3微米。

5.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。

6.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述金属氧化物半导体场效应管是功率平面型金属氧化物半导体场效应管。

7.一种金属氧化物半导体场效应管的制造方法，包括步骤：

提供在表面形成有场氧化层的晶圆，所述场氧化层将晶圆分隔成有源区和终端区域；

在晶圆表面形成栅氧化层；

在所述栅氧化层上形成多晶硅层；

对所述多晶硅层进行刻蚀，于单胞阵列的单原胞中形成相互分离的第一多晶硅栅和第二多晶硅栅；

形成部分覆盖第一和第二多晶硅栅、并将第一和第二多晶硅栅间的间隙填充的填充氧化层；所述填充氧化层、第一和第二多晶硅栅一并作为后续的阱区注入和掺杂区注入的阻挡层；

以所述填充氧化层、第一多晶硅栅及第二多晶硅栅为阻挡层，分别注入第二导电类型杂质离子和第一导电类型杂质离子，并进行热推阱，在所述栅氧化层下方形成第二导电类型的所述阱区，和所述阱区内第一导电类型的所述掺杂区；

形成覆盖所述第一多晶硅栅、第二多晶硅栅及填充氧化层的隔离介质氧化层；所述单原胞的第一多晶硅栅、第二多晶硅栅、栅氧化层、填充氧化层、及隔离介质氧化层组成该单原胞的分裂栅极，所述单原胞在分裂栅极的两侧各设有一所述阱区和一所述掺杂区；所述第一和第二导电类型为相反的导电类型。

8.根据权利要求7所述的金属氧化物半导体场效应管的制造方法，其特征在于，所述提供在表面形成有场氧化层的晶圆的步骤中，所述晶圆包括衬底和衬底上的外延层，所述场氧化层和栅氧化层形成于所述外延层表面，所述阱区形成于所述外延层内。

9.根据权利要求7所述的金属氧化物半导体场效应管的制造方法，其特征在于，还包括刻蚀所述隔离介质氧化层，形成金属层的接触孔的步骤；以及形成覆盖所述隔离介质氧化层、并通过所述接触孔与分裂栅极两侧的掺杂区和阱区电性连接的金属层的步骤。

10.根据权利要求7所述的金属氧化物半导体场效应管的制造方法，其特征在于，所述注入第二导电类型杂质离子形成阱区的步骤中，注入剂量为1e15～8e15原子数/cm2。