[发明专利]沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其特征在于，包括：

具有一第一导电型的一基底；

具有该第一导电型的一外延层，配置于该基底上，该外延层中具有一第一沟道及一第二沟道，该第二沟道位于该第一沟道下方，且该第一沟道的宽度大于该第二沟道的宽度；

一第一绝缘层，配置于该第二沟道中；

一第一导体层，配置于该第一沟道的下部；

一第二导体层，配置于该第一沟道的上部；

一第二绝缘层，配置于该第一导体层与该外延层之间以及该第一绝缘层与该第一导体层之间；

一第三绝缘层，配置于该第二导体层与该外延层之间，且该第二绝缘层的厚度大于该第三绝缘层的厚度；

具有一第二导电型的一第一掺杂区，配置于该第一沟道底部的该外延层中且环绕该第二沟道的顶部；

具有该第二导电型的一第二掺杂区，配置于该第二沟道底部的该外延层中；以及

具有该第一导电型的一源极区，配置于该外延层中且环绕该第一沟道的顶部。

2.如权利要求1所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其特征在于，更包括具有该第二导电型的至少一第三掺杂区，其配置于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的该外延层中且环绕该第二沟道的侧壁。

3.如权利要求2所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其中该第一掺杂区、该第二掺杂区、该第三掺杂区彼此分开。

4.如权利要求1所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其中该第一导体层及该第二导体层的材料各自包括掺杂多晶硅。

5.如权利要求1所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其特征在于，更包括：

具有该第二导电型的一第四掺杂区，配置于该源极区下方的该外延层中；以及

具有该第一导电型的一第五掺杂区，配置于该第四掺杂区下方的该外延层中。

6.如权利要求5所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其特征在于，更包括：

一介电层，配置于该第二导体层及该源极区上；以及

一第三导体层，配置于该介电层上并与该源极区电性连接。

7.如权利要求6所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其中该第三导体层的材料包括金属。

8.如权利要求6所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其中该第三导体层通过至少一导体插塞与该源极区电性连接，该导体插塞穿过该介电层及该源极区并延伸至部分该第四掺杂区中。

9.如权利要求8所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其特征在于，更包括具有该第二导电型的一第六掺杂区，其配置于该导体插塞底部的该第四掺杂区中。

10.如权利要求1所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管，其中该第一导电型为N型，该第二导电型为P型；或该第一导电型为P型，该第二导电型为N型。

11.一种沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管的制造方法，其特征在于，包括：

于具有一第一导电型的一基底上形成具有该第一导电型的一外延层；

于该外延层中形成具有该第一导电型的一源极区；

于该外延层中形成一第一沟道；

于该第一沟道底部的该外延层中形成具有一第二导电型的一第一掺杂区；

于该第一沟道的侧壁形成一间隙壁；

以该间隙壁为掩模，移除部分该基底，以于该第一沟道下方的该外延层中形成一第二沟道；

于该第二沟道底部的该外延层中形成具有该第二导电型的一第二掺杂区；

移除该间隙壁；

于该第二沟道中填满一第一绝缘层；

于该第一沟道的侧壁以及该第一绝缘层的顶面上形成一第二绝缘层；

于该第一沟道的下部填入一第一导体层；

使未被该第一导体层覆盖的该第二绝缘层变薄以形成一第三绝缘层；以及

于该第一沟道的上部填入一第二导体层。

12.如权利要求11所述的沟道式栅极金属氧化物半导体场效晶体管的制造方法，其特征在于，于形成该第二掺杂区之后以及移除该间隙壁之前，更包括：

以该间隙壁为掩模，移除部分该基底，以加深该第二沟道；以及

于经加深的该第二沟道的底部形成具有该第二导电型的一第三掺杂区。