[发明专利]沟槽栅功率晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅功率晶体管，其特征在于，包括：

形成于半导体外延层的器件区域中的多个栅极沟槽，各所述栅极沟槽沿宽度方向平行排列，在深度方向上各所述栅极沟槽由顶部沟槽和底部沟槽叠加而成，各所述栅极沟槽的顶部沟槽的宽度大于底部沟槽的宽度从而呈T型结构；

在各所述栅极沟槽的侧面和底部表面形成有栅介质层，在各所述栅极沟槽的底部沟槽中填充有栅极多晶硅，在各所述栅极沟槽的顶部沟槽中填充有第一介质层；

在各所述栅极沟槽之间的半导体外延层中形成有体结注入层；

源区形成于各所述栅极沟槽之间的所述体结注入层中；所述源区的深度大于对应的所述栅极沟槽的顶部沟槽的深度；所述栅极多晶硅从侧面覆盖所述体结注入层且被所述栅极多晶硅侧面覆盖的所述体结注入层的表面用于形成连接所述源区和漏区的沟道；

在各所述源区的顶部形成有第一接触孔，各所述第一接触孔的沟槽由对相邻两个所述栅极沟槽的顶部沟槽的第一介质层之间的半导体外延层进行自对准刻蚀形成；各所述第一接触孔的沟槽底部穿过所述源区并进入到所述体结注入层中，且在各所述第一接触孔的沟槽底部的所述体结注入层表面形成接触孔注入层，在各所述第一接触孔的沟槽中填充有金属形成所述第一接触孔，各所述第一接触孔同时引出所述源区和所述体结注入层；形成于器件区域外的所述半导体外延层中的至少一个栅极引出沟槽，在深度方向上所述栅极引出沟槽由顶部沟槽和底部沟槽叠加而成，所述栅极引出沟槽的顶部沟槽的宽度大于底部沟槽的宽度从而呈T型结构；

在各所述栅极引出沟槽的侧面和底部表面形成有第二介质层，在所述栅极引出沟槽的顶部沟槽和底部沟槽中都填充有第二多晶硅层；

所述栅极引出沟槽和各所述栅极沟槽相连通，所述第二多晶硅层和各所述栅极多晶硅都接触连接；

在所述第二多晶硅层的顶部形成有第二接触孔，所述第二接触孔穿过形成于所述栅极引出沟槽顶部的层间膜并进入到所述第二多晶硅层中且所述第二接触孔位于所述第二多晶硅层中的深度小于所述栅极引出沟槽的顶部沟槽的深度；所述第二接触孔的沟槽的位置采用光刻工艺定义，通过所述栅极引出沟槽的顶部沟槽的设置使得所述第二接触孔的宽度和所述栅极引出沟槽的底部沟槽宽度无关，从而能减少所述栅极引出沟槽的底部沟槽的宽度，通过减少所述栅极引出沟槽的底部沟槽的宽度能减小所述栅极引出沟槽的底部沟槽的深度，从而能提升沟槽栅功率晶体管的击穿电压。

2.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述栅极引出沟槽的底部沟槽的宽度大于等于所述栅极沟槽的底部沟槽的宽度，所述栅极引出沟槽的底部沟槽的深度大于等于所述栅极沟槽的底部沟槽的深度，所述栅极引出沟槽的顶部沟槽的宽度大于等于所述栅极沟槽的顶部沟槽的宽度，所述栅极引出沟槽的顶部沟槽的深度大于等于所述栅极沟槽的顶部沟槽的深度。

3.如权利要求2所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述栅极引出沟槽和所述栅极沟槽采用相同的工艺同时形成。

4.如权利要求3所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述栅介质层和所述第二介质层都为氧化层且采用相同的工艺同时形成，所述栅极多晶硅和所述第二多晶硅层采用相同的工艺同时形成。

5.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述半导体外延层形成于半导体衬底表面。

6.如权利要求5所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述半导体外延层为硅外延层。

7.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述漏区形成于所述半导体外延层背面。

8.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：沟槽栅功率晶体管为N型器件，所述半导体外延层为半导体N型外延层，所述源区和所述漏区都由N+区组成；所述体结注入层由P阱组成，所述接触孔注入层由P+区组成。