[发明专利]一种低栅电荷的功率MOS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：包括衬底（10），衬底（10）上表面有外延层（11），外延层（11）中有控制栅槽（12），控制栅槽（12）中包含控制栅电极（15）、分离栅电极（14），控制栅电极（15）位于控制栅槽（12）的上半部分且位于分离栅电极（14）的上方，控制栅电极（15）为M型，M型包含左右两侧的垂直段以及连接在两个垂直段中间的一个圆弧段，垂直段与栅介质（100）接触，控制栅电极（15）和分离栅电极（14）通过槽内介质（13）隔开，控制栅电极（15）通过栅介质（100）与外延层（11）中的阱区（16）隔开；分离栅电极（14）位于控制栅槽（12）的下半部分，分离栅电极（14）通过槽内介质（13）与外延层（11）隔开，阱区（16）内包含阱区电极（17），阱区（16）上部为源区（18），源区（18）与阱区电极（17）通过金属相连并引出电极；

所述器件的制造方法包括如下步骤：

1）在外延层上形成一系列的槽；

2）通过热氧化或者淀积二氧化硅在槽内形成介质层；

3）在槽内淀积多晶硅并回刻形成分离栅电极；

4）采用各向同性刻蚀，刻蚀槽内的介质层；

5）在槽内淀积低介电常数材料并回刻；

6）在槽内侧壁生长栅介质；

7）在器件表面淀积多晶硅，使槽内的多晶硅为U型；

8）采用各向异性刻蚀，只保留槽内侧壁多晶硅；

9）淀积二氧化硅，并采用各向同性刻蚀进行回刻，使栅介质不被完全刻蚀；

10）淀积多晶硅并采用各向异性刻蚀，形成M型控制栅电极；

11）离子注入形成阱区和源区、淀积介质层、刻蚀介质层和硅层并离子注入形成阱区电极、引出电极。

2.根据权利要求1所述的一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：通过低介电常数材料（131）将控制栅电极（15）和分离栅电极（14）隔开。

3.根据权利要求1所述的一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：控制栅槽下半部分介质材料使用低介电常数材料（131）。

4.根据权利要求2或3所述的一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：低介电常数材料的介电常数低于3.9。

5.根据权利要求1所述的一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：器件漂移区中设置交替分布的N条和P条。

6.根据权利要求1所述的一种低栅电荷的功率MOS器件，其特征在于：器件分离栅电极（14）为阶梯型。

7.权利要求2所述的一种低栅电荷的功率MOS器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

1）在外延层上形成一系列的槽；

2）通过热氧化或者淀积二氧化硅在槽内形成介质层；

3）在槽内淀积多晶硅并回刻形成分离栅电极；

4）采用各向同性刻蚀，刻蚀槽内的介质层；

5）在槽内淀积低介电常数材料并回刻；

6）在槽内侧壁生长栅介质；

7）在器件表面淀积多晶硅，使槽内的多晶硅为U型；

8）采用各向异性刻蚀，只保留槽内侧壁多晶硅；

9）淀积二氧化硅，并采用各向同性刻蚀进行回刻，使栅介质不被完全刻蚀；

10）淀积多晶硅并采用各向异性刻蚀，形成M型控制栅电极；

11）离子注入形成阱区和源区、淀积介质层、刻蚀介质层和硅层并离子注入形成阱区电极、引出电极。