[发明专利]双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管及其制作方法

权利要求书

1.双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，包括：

衬底；

在所述衬底表面形成的外延层；

在所述外延层上部形成的缓冲层；

在所述缓冲层上部左、右两个区域分别形成的基区和超结漂移区，所述超结漂移区由若干相间排列的N柱和P柱构成；

在基区的上部临近超结漂移区的一端形成的第一源区以及相应的第一沟道，该第一沟道与超结漂移区的左端相接；

器件表面对应于所述第一沟道的区域形成的平面栅绝缘层以及平面栅电极；

超结漂移区的右端形成的漏区以及在漏区表面形成的漏电极；

其特征在于：

所述衬底的材料为元素半导体材料；

在所述第一源区的左侧依次形成沟道衬底接触、第二源区以及沟槽；其中沟槽贯穿基区并延伸到下方的缓冲层，所述沟槽的底面和侧面形成沟槽栅绝缘层，并基于沟槽栅绝缘层内表面以多晶硅填平形成沟槽栅电极；第二源区下方相应形成纵向的第二沟道；

在所述第一源区、沟道衬底接触和第二源区表面短接形成源电极。

2.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽的深宽比3:1～10:1。

3.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽栅电极超过基区的深度，超出1～5μm。

4.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽栅绝缘层与平面栅绝缘层的厚度相同，均为0.02～0.1μm。

5.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽栅电极与平面栅多晶硅的掺杂浓度相同；所述第一源区、第二源区与沟道衬底接触的掺杂浓度均相同。

6.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述缓冲层的掺杂浓度2e15～5e16cm^-3。

7.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述漏区的深度大于超结漂移区的深度，延伸到下方的缓冲层。

8.根据权利要求1所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述第一源区、沟道衬底接触和第二源区的深度相等，其深度与基区的深度之比为1:2-1:5。

9.根据权利要求3所述的双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽以及沟槽栅电极贯穿基区以及缓冲层，延伸到下方的外延层。

10.一种制作权利要求1所述双沟道横向超结双扩散金属氧化物元素半导体场效应管的方法，包括以下步骤：

1)取元素半导体材料的衬底；

2)在衬底上生长外延层；

3)在外延层上通过离子注入或热扩散工艺形成缓冲层；

4)在缓冲层上的左端区域通过离子注入或热扩散工艺形成基区，在缓冲层上的右端区域分别通过N型和P型离子注入形成超结漂移区；

5)在基区和漂移区上通过场氧氧化工艺形成有源区；

6)有源区上生长平面栅绝缘层并淀积多晶硅，再刻蚀多晶硅形成平面栅电极；

7)然后通过离子注入在基区临近超结漂移区的一侧形成第一源区及相应的第一沟道，同时在超结漂移区的另一侧形成漏区；

8)在所述基区中第一源区的外侧依次通过离子注入工艺形成沟道衬底接触、第二源区；

9)在第二源区外侧通过沟槽刻蚀工艺形成沟槽；

10)在沟槽中形成沟槽栅绝缘层，再淀积多晶硅填平形成沟槽栅电极；

11)在器件的表面淀积钝化层，并刻蚀接触孔；

12)在器件上表面淀积金属；

13)在所述第一源区、沟道衬底接触和第二源区上方通过接触孔短接形成源电极；

14)在漏区上方通过接触孔形成漏电极。