[发明专利]一种MOS晶体管开关、其制备方法和包含其的电子装置

说明书

本发明公开了一种MOS晶体管开关，制备在衬底上，衬底的外延层内设有第一沟槽和第二沟槽，第二沟槽宽度大于第一沟槽，第一沟槽内填充有第一栅极和第二栅极，第一栅极和第二栅极通过栅极层间介质层分开，第二沟槽内填充有第一栅极，第一栅极金属从第二沟槽中的第一栅极中引出。通过设置宽度不同的沟槽，使得第一栅极金属宽度大的第二沟槽的第一栅极中引出，能简化器件的制备流程。本发明还公开了一种MOS晶体管开关的制备方法和包含该MOS晶体管开关的电子装置。

技术领域

本发明涉及沟槽型MOS器件及其制备领域，特别是涉及一种小尺寸的沟 槽型MOS器件的制备。

背景技术

沟槽型MOS器件在功率半导体器件领域，沟槽型金属氧化物半导体场效 应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)相比 于平面型MOSFET，能够明显提高沟道密度，降低特征导通电阻，因此，沟槽 型MOSFET已经被广泛采用。

沟槽型双层栅功率MOS器件具有击穿电压高、导通电阻低、转换效率高、 开关速度快的特性。通常的沟槽型双层栅功率MOS器件设计中，第一层多晶 硅栅与源区短接或者单独引出，作为屏蔽电极，第二层多晶硅栅作为开关电极。 图1为一种现有的MOSFET结构，其中1为终端区域，2为元胞区域，100为 衬底，101为外延层，102为第一栅极，103栅极层间介质层，104为第二栅极， 105为体区，106为阱区，108为层间介质层，109为第一栅极金属，110为第 二栅极金属，111为源极金属，112为第一布线层，113为第二布线层。在该结 构中，第一栅极金属从仅沉积有第一栅极的沟槽内引出，因此在制备第一栅极 的过程中，第一次沉积栅极材料后要进行两次反刻蚀，第一次刻蚀为全面刻蚀， 至衬底表面以下；第二次刻蚀为在光刻工艺后进行选择刻蚀，在此次刻蚀中， 需要对第一栅极的连接区域进行保护。因此制备工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是为了改善原来的MOS晶体管结构制备过程复 杂，提供一种新的MOS晶体管结构。

本发明的实施例提供了一种MOS晶体管开关，制备在衬底上，所述衬底上 设有第一沟槽和第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度，所 述第一沟槽填充有第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和所述第二栅极通过栅 极层间介质层分开，所述第二沟槽内填充有第一栅极，所述第一栅极金属从所 述第二沟槽内的第一栅极中引出。

通过设置宽度不同的沟槽，预定引出第一栅极的沟槽宽度较大，使得在制 备第一栅极的过程中，对需要引出第一栅极金属的沟槽并不需要进行额外保 护，从而使得晶体管制备过程中可以更加简单。

可选地，第二沟槽的宽度为1.5-2.5um之间，第一沟槽的宽度为0.5-1um 之间。

可选地，所述MOS晶体管包括元胞区域和终端区域，所述第二沟槽位于所 述元胞区域。

本发明还提供一种MOS晶体管开关的制备方法的实施例，包括：

提供一衬底，在所述衬底正面上生长一外延层，所述外延层上包括预定的 终端区域和元胞区域；

在所述外延层上形成第一沟槽和第二沟槽，且所述第二沟槽的宽度大于所 述第一沟槽；

在所述第一沟槽内形成有第一栅极和第二栅极，以及隔离所述第一栅极和 第二栅极的栅氧绝缘层，在第二沟槽内形成第一栅极；

在所述外延层中形成体区、阱区；

在所述衬底正面形成源极金属、第一栅极金属和第二栅极金属，所述第一 栅极金属从所述第二沟槽的第一栅极中引出；

在所述衬底背面形成漏极金属。