[实用新型]超结功率MOSFET

说明书

本申请公开一种超结功率MOSFET，在MOSFET的截面上，其包括：半导体衬底，半导体衬底具有相对设置的第一主表面和第二主表面；设于第一主表面上的漏极；设于第二主表面上的第一导电类型区，第一导电类型区包括n个第二导电类型区和n个沟槽，n为正整数，第二导电类型区沿水平方向间隔设置，第二导电类型区之间的第一导电类型区与第二导电类型区形成超结结构，沟槽对应设于第二导电类型区上，沟槽底部与第二导电类型区相接触；沿沟槽及沟槽之间的平面设有栅极氧化层，平面与沟槽开口处于同一水平面上，沟槽内填充有沟槽栅极，平面上的栅极氧化层上设有平面栅极；沟槽栅极上设有源极。该MOSFET具有超低电容，更优化的FOM。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种超结功率MOSFET及其制备方法。

背景技术

功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)是多子导电性器件，具有开关速度快、输入阻抗高、易驱动、不存在二次击穿现象等优点。理想的功率MOSFET应具有较低的导通电阻、开关损耗和较高的阻断电压；由于其导通电阻和击穿电压之间的牵制作用，限制了功率MOSFET的发展。目前改善功率MOSFET性能(如功率、频率)的主要实现方式包括：改进制备工艺和器件结构，通过改进器件结构优化性能的MOSFET主要包括沟槽栅VDMOS(垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管，Vertical Double-diffused MOSFET)和DMOS(双扩散金属氧化物半导体场效应管，Double-diffused MOSFET)。但在高压应用领域，随着击穿电压的升高，功率VDMOS的外延层厚度不断增加，掺杂浓度逐渐降低，导致导通电阻会随着击穿电压的增大而成2.5次方急剧增加，使得通态功耗增加。

随着纵向耐压层新结构(即超结的耐压结构)理论的提出，打破了硅限理论，它利用的是电荷补偿理论。如图1所示，现有的超结功率MOSFET的漂移区一般由一系列横向交替排列的P型区和N型区组成；当加上反偏电压时，器件内部不仅存在纵向电场，在两个阱区之间还存在横向电场；虽在击穿之前P型区和N型区能够完全耗尽时，可实现击穿电压不降低的情况下降低导通电阻而不会使击穿电压下降；但其仍不能满足高压应用领域对功率MOSFET的性能要求。

因此，亟待开发出性能更优的超结功率MOSFET。

实用新型内容

鉴于此，本申请提供一种超结功率MOSFET，以改善现有超结功率MOSFET的性能。

本申请提供的一种超结功率MOSFET，在所述MOSFET的截面上，所述MOSFET包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有相对设置的第一主表面和第二主表面；设于所述第一主表面上的漏极；设于所述第二主表面上第一导电类型区，所述第一导电类型区包括n个第二导电类型区和n个沟槽，n为正整数，所述第二导电类型区沿水平方向间隔设置，所述第二导电类型区之间的第一导电类型区与所述第二导电类型区形成超结结构，所述沟槽对应设于所述第二导电类型区上，所述沟槽底部与所述第二导电类型区相接触；沿所述沟槽及沟槽之间的平面设有栅极氧化层，所述平面与所述沟槽开口处于同一水平面上，所述沟槽内填充有沟槽栅极，所述平面上的栅极氧化层上设有平面栅极；所述沟槽栅极上设有源极。

在一些实施例中，所述第二导电类型区由沿竖直方向相连设置的多个子第二导电类型区构成。

在一些实施例中，所述沟槽为U型槽。

在一些实施例中，所述平面上的栅极氧化层上覆盖所述平面栅极设有钝化层；所述钝化层上设有源极，所述源极通过接触孔与所述沟槽栅极连接。

在一些实施例中，所述第一导电类型区设有2n个第二导电类型的体区，所述第二导电类型的体区设于所述沟槽两侧与所栅极氧化层连接。

在一些实施例中，所述第一导电类型区设有2n个第一导电类型的源区，所述第一导电类型的源区设于所述沟槽两侧，填充于所述第二导电类型的体区与所栅极氧化层围成的区域。