[发明专利]双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管及制作方法

权利要求书

1.双通道均匀电场调制横向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衬底外延层；

在所述衬底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漂移区；

在基区的上部临近漂移区的左端形成的第一源区以及相应的第一沟道；

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；

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填平设置沟槽栅电极；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；

在所述缓冲层中部设置有埋层与漂移区下方及漏区左端相接，所述埋层的掺杂类型与漂移区的掺杂类型相反；

所述漂移区表面依次覆盖有薄氧化层以及半绝缘多晶硅薄膜，所述薄氧化层的左端靠近所述平面栅绝缘层的右端或与其相接，右端延伸至部分漏区的表面；所述半绝缘多晶硅薄膜的左端与平面栅电极右端相接，右端形成漏电极欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽深度为2～10μm，沟槽贯穿基区并延伸至缓冲层与衬底外延层的交界处。

3.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽栅的宽度根据刻蚀工艺的最小尺寸决定。

4.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述沟槽栅绝缘层厚度与平面栅绝缘层以及薄氧化层的厚度相同。

5.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向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、平面栅绝缘层以及薄氧化层的厚度分别为0.04～0.10μm。

6.根据权利要求5所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述半绝缘多晶硅薄膜的厚度为0.2～1.0μm，电阻率为10^10□Ω。

7.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述漂移区和埋层与基区之间由缓冲层材料间隔，间隔距离为0.5～3.0μm。

8.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：所述缓冲层的总体厚度为3.0～6.0μm，漂移区和埋层的厚度分别为1.0～3.0μm，三者掺杂浓度满足电荷平衡。

9.根据权利要求1所述的双通道均匀电场调制横向双扩散金属氧化物元素半导体场效应管，其特征在于：元素半导体材料衬底的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3，衬底外延层的掺杂浓度为5×10¹⁵cm^-3～5×10¹⁴cm^-3。

10.一种制作权利要求1所述双通道均匀电场调制横向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)选取元素半导体材料作为衬底；

2)在衬底上生长外延层；

3)在外延层上通过掺杂和外延工艺形成N型缓冲层；

4)在N型缓冲层中通过高能离子注入形成P型埋层；

5)通过离子注入在P型埋层上形成N型漂移区；

6)通过离子注入或热扩散工艺形成基区；

7)在器件表面形成薄热氧化层，厚度为0.04～0.06μm；

8)器件表面淀积半绝缘多晶硅薄膜，厚度为0.2～1.0μm；

9)对半绝缘多晶硅薄膜进行重掺杂分别形成栅电极和漏电极欧姆接触，并对半绝缘多晶硅薄膜和薄氧化层进行刻蚀；

10)通过多次高能N型离子注入形成N型深漏区，再分别通过N型、P型离子注入形成两处N型源区和P型沟道衬底接触；

11)淀积钝化层；

12)通过等离子刻蚀工艺形成沟槽，深度为2～10μm；

13)通过热氧化在沟槽中形成薄氧化层，厚度为0.04～0.06μm；

14)在沟槽中淀积多晶硅；

15)在器件表面淀积钝化层，然后刻蚀接触孔；

16)在器件上表面淀积金属；

17)刻蚀金属形成源、栅、漏电极。