[发明专利]新型功率MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种新型功率MOSFET器件，包括漏极金属区层、位于所述漏极金属区层上方的N+单晶硅衬底、位于所述N+单晶硅衬底上方的N-外延层、位于所述N-外延层上方的P型阱区层、位于所述P型阱区层上方的N+源极区、位于所述N+源极区上方的绝缘介质层、及位于所述绝缘介质层上方的源级金属区层，其特征在于，还包括：

沟槽，其穿过所述P型阱区层和所述N+源极区，延伸至所述N-外延层的内部；

栅氧化层，其包括第一栅氧化层和第二栅氧化层，所述第一栅氧化层与所述沟槽的内侧面和底端接触，所述第二栅氧化层位于所述N-外延层和所述P型阱区层的上方；

多晶硅层，其包括第一多晶硅层和第二多晶硅层，所述第一多晶硅层位于所述沟槽内，与所述第一栅氧化层接触，所述第二多晶硅层位于所述第二栅氧化层的上方，与所述第二栅氧化层接触；

接触孔，其穿过所述绝缘介质层和N+源极区，延伸至所述P型阱区层，所述接触孔的内部填充有金属。

2.如权利要求1所述的新型功率MOSFET器件，其特征在于，所述金属为金属层，所述金属层从下至上依次为金属钛粘结层、氮化钛阻挡层及钨金属层；

其中，所述金属层与所述P型阱区层及所述N+源极区接触，形成欧姆接触层，所述金属层与所述源极金属区层接触。

3.如权利要求1所述的新型功率MOSFET器件，其特征在于，所述第二栅氧化层和所述第二多晶硅层形成VDMOS栅极结构，所述沟槽位于两个所述VDMOS栅极结构的中间位置，所述接触孔位于所述VDMOS栅极结构和所述沟槽中间。

4.如权利要求1所述的新型功率MOSFET器件，其特征在于，所述绝缘介质层为二氧化硅层和氮化硅层中的一种或者两种。

5.如权利要求1所述的新型功率MOSFET器件，其特征在于，所述N+单晶硅衬底为高掺杂浓度的N+单晶硅衬底，所述N-外延层为低掺杂浓度的N-外延层。

6.一种新型功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在位于N+单晶硅衬底上方的N-外延层的表面上生长一层掩膜氧化层，且对所述掩膜氧化层进行光刻，定义出MOS管单胞阵列的沟槽区图形；

干法刻蚀未被光刻胶保护的所述掩膜氧化层，曝露出沟槽区图形对应的所述N-外延层，去除光刻胶后，保留的所述掩膜氧化层作为硬掩膜；

以所述硬掩膜作为阻挡层，在所述N-外延层中的表面形成沟槽，在所述沟槽和所述N-外延层的表面生长一层栅氧化层；

在所述栅氧化层上淀积多晶硅层，通过光刻方式定义出VDMOS结构的栅极区域，干法刻蚀去除所述多晶硅层以及所述栅氧化层，同时形成VDMOS栅极结构和沟槽MOSFET栅极结构；

依次在所述N-外延层内形成P型阱区层和N+源极区层；

在所述N+源极区层的表面形成绝缘介质层，且刻蚀所述绝缘介质层形成接触孔，所述接触孔内填充金属层；

在所述绝缘介质层的上表面淀积的金属，形成源极金属区层，所述接触孔通过接触金属层与所述源极金属区层连接，形成源极金属电极；

在所述N+单晶硅衬底的底面沉积金属层，形成漏极区层，该金属层形成漏极金属电极。

7.如权利要求6所述的新型功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于，

位于所述沟槽内部的栅氧化层为第一栅氧化层，与所述第一栅氧化层横向接触的所述多晶硅层为第二多晶硅层，所述沟槽和所述第一栅氧化层及所述第一多晶硅层形成所述沟槽MOSFET栅极结构；

位于所述N-外延层以及所述P型阱区层上方的栅氧化层为第二栅氧化层，与所述第二栅氧化层纵向接触的多晶硅层为第二多晶硅层，所述第二栅氧化层和所述第二多晶硅层形成所述VDMOS栅极结构。

8.如权利要求6所述的新型功率MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述沟槽位于两个所述VDMOS栅极结构的中间位置，所述接触孔位于所述VDMOS栅极结构和所述沟槽中间。