[发明专利]超结金属氧化物场效应晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种超结金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，包括：

第一导电类型的衬底；

位于所述衬底的上表面的第一外延层，所述第一外延层包括至少一层第一导电类型的子外延层；

位于所述第一外延层的上表面的第一导电类型的第二外延层；

位于所述第一外延层内且部分延伸至所述第二外延层内的第二导电类型的柱区；

位于所述第一外延层内且分布在所述柱区两侧的沟槽，所述沟槽的深度大于或者等于所述柱区在所述第一外延层内的深度；

填充在所述沟槽内的隔离层，所述隔离层与所述柱区接触；

位于所述第二外延层内且连接所述柱区的第二导电类型的体区；

位于所述体区内的第一导电类型的源区；

位于所述第二外延层的上表面的栅介质层；

位于所述栅介质层的上表面的多晶硅层；

位于所述栅介质层及所述多晶硅层的上表面的介质层；

连接所述源区和所述体区的源极金属；

连接所述多晶硅层的栅极金属；

位于所述衬底的下表面的漏极金属。

2.根据权利要求1所述的超结金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，所述沟槽的底部呈球形形貌，所述体区的底部与所述沟槽的底部连接。

3.根据权利要求1所述的超结金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，还包括位于所述体区内且连接所述源区的第二导电类型的钳位区，所述钳位区的掺杂浓度高于所述体区的掺杂浓度。

4.根据权利要求1所述的超结金属氧化物场效应晶体管，其特征在于，所述第一外延层还包括3层子外延层，分别为位于所述衬底的上表面的第一子外延层、位于所述第一子外延层的上表面的第二子外延层和位于所述第二子外延层的上表面的第三子外延层；所述沟槽贯穿所述第三子外延层和第二子外延层且底部延伸至所述第一子外延层内。

5.一种超结金属氧化物场效应晶体管的制作方法，其特征在于，包括：

S1：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底的上表面生长第一外延层，所述第一外延层包括至少一层第一导电类型的子外延层，至少一层所述子外延层内形成有第二导电类型的注入区；当多个所述子外延层内形成有所述注入区时，各所述注入区在所述第一外延层的厚度方向上相互对齐；

S2：刻蚀所述第一外延层并形成位于所述第一外延层内且分布于所述注入区两侧的沟槽；

S3：在所述沟槽内填充隔离层；

S4：进行高温推进，使得所述注入区内的杂质扩散并形成位于所述沟槽之间的第二导电类型的柱区，所述柱区与所述隔离层接触；当所述沟槽之间设置有多个所述注入区时，所述柱区由所述多个注入区内的杂质扩散并联结在一起而形成；

S5：在所述第一外延层及所述隔离层的上表面覆盖第一导电类型的第二外延层；

S6：在所述第二外延层的上表面生长栅介质层，在所述栅介质层的上表面生长多晶硅层，从所述多晶硅层的上表面对所述多晶硅层进行贯穿刻蚀并形成对应所述柱区的窗口；

S7：通过注入及扩散推进在所述第二外延层内形成第二导电类型的体区，且同时所述柱区延伸至所述第二外延层内并与所述体区连接；

S8：形成位于所述体区内的第一导电类型的源区；

S9：形成位于所述栅介质层及所述多晶硅层的上表面的介质层，贯穿刻蚀所述介质层和所述栅介质层并形成对应所述源区和所述体区的源极接触孔，贯穿刻蚀所述介质层并形成对应所述多晶硅层的栅极接触孔；

S10：形成连接所述源区和所述体区的源极金属和连接所述多晶硅层的栅极金属；形成位于所述衬底的下表面的漏极金属。

6.根据权利要求5所述的超结金属氧化物场效应晶体管的制作方法，其特征在于，S2还包括在所述沟槽的侧壁和底部生长薄的保护层，去除位于所述沟槽的底部的所述保护层，对所述沟槽的底部进行各向同性刻蚀并使得所述沟槽的底部呈球形形貌。

7.根据权利要求5所述的超结金属氧化物场效应晶体管的制作方法，其特征在于，S4中高温推进的温度为1200～1250℃，时间为2h以上。