[发明专利]一种分栅沟槽MOSFET

说明书

本申请公开的属于半导体器件技术领域，具体为一种分栅沟槽MOSFET,包括器件元胞单元，所述器件元胞单元包括第一导电类型衬底及位于第一导电类型衬底上的第一导电类型漂移区，在所述第一导电类型漂移区的上部设有第二导电类型阱区，第一导电类型漂移区内开设有介质槽和与介质槽连通的栅极沉淀槽，且介质槽中填充有高K氧化物，所述栅极沉淀槽内填充有沉淀栅极金属栅、包覆在沉淀栅极金属栅上的氧化层一、包覆在氧化层上的沉淀栅极碳化硅，本申请采用了碳化硅作为高K氧化物和沉淀栅极金属栅之间的邻接物，碳化硅可以确保自身和硅的热稳定性，为了防止现有沉淀栅极金属栅与高k栅氧化层之间的相互作用对阈值进行影响，从而提高了纳米尺寸MOSFET的性能。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，具体为一种分栅沟槽MOSFET。

背景技术

分离栅沟槽MOSFET利用氧化层电荷耦合原理，打破了传统沟槽功率MOSFET的理论硅极限，使得N型漂移区即使在高掺杂浓度的条件下也能实现器件较高的击穿电压，从而获得低导通电阻，同时附加优良的开关特性，逐步取代了传统沟槽器件，现有的沟槽MOSFET多半以多晶硅取代金属作为其栅极材料，同时随着技术的进步与发展，为了克服节点栅极漏电流和缩小MOSFET特征尺寸的问题，以高k介质材料是替换常规二氧化硅(SiO2)的必然选择，但是高K介质材料和多晶硅栅极之间会形成键合，产生“费米钉轧现象”，即无法通过多晶硅掺杂调节阈值电压，同时器件的电子迁移率也因偶极性分子振动降低，因此采用HKMG工艺解决高k介质和多晶硅栅的兼容性好的问题，而使用填充金属来形成金属栅极时，可能无意中增加晶体管的阈值电压，此外,金属栅极的不均匀性导致器件性能变化。

申请内容

本申请的目的在于提供一种分栅沟槽MOSFET，以解决上述背景技术中提出的增加晶体管的阈值电压,金属栅极的不均匀性导致器件性能变化的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种分栅沟槽MOSFET,包括器件元胞单元，所述器件元胞单元包括第一导电类型衬底及位于第一导电类型衬底上的第一导电类型漂移区，在所述第一导电类型漂移区的上部设有第二导电类型阱区，所述第一导电类型漂移区内开设有介质槽和与介质槽连通的栅极沉淀槽，且介质槽中填充有高K氧化物，所述栅极沉淀槽内填充有沉淀栅极金属栅、包覆在沉淀栅极金属栅上的氧化层一、包覆在氧化层上的沉淀栅极碳化硅。

优选的，所述第二导电类型阱区上设有第一导电类型源极区，且第一导电类型漂移区顶部两侧均开设有L形槽体，所述L形槽体、第二导电类型阱区、第一导电类型源极区上均设有P形埋层。

优选的，所述第一导电类型衬底的下表面设置漏极金属，所述漏极金属与第一导电类型衬底欧姆接触。

优选的，对于N型MOSFET器件结构，所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P形导电；对于P形MOSFET器件结构，所述第一导电类型为P形导电，所述第二导电类型为N型导电。

优选的，所述栅极沉淀槽内壁与沉淀栅极碳化硅之间设有氧化层二，且沉淀栅极碳化硅与高K氧化物之间也设有氧化层三。

优选的，所述第二导电类型阱区与栅极沉淀槽邻接。

优选的，所述介质槽的深度大于栅极沉淀槽的深度。

优选的，所述栅极沉淀槽上覆盖有源级金属，且源级金属伸入栅极沉淀槽上部的延伸端与第一导电类型源级区接触。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

1)本申请与现有技术相比，采用了碳化硅作为高K氧化物和沉淀栅极金属栅之间的邻接物，碳化硅可以确保自身和硅的热稳定性，为了防止现有沉淀栅极金属栅与高k栅氧化层之间的相互作用对阈值进行影响，从而提高了纳米尺寸MOSFET的性能。