[发明专利]超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，包括位于有源区的多个单元，每个单元所述包括：

衬底，其为第一导电类型；

外延层，其为所述的第一导电类型，生长在所述的衬底上，所述的外延层的掺杂浓度低于所述的衬底；

一对深沟槽，其填充以介电材料，从所述的外延层的上表面开始向下延伸入所述的外延层，每个所述的深沟槽包括一个位于所述的介电材料中的埋式空洞；

台面，其位于所述的一对深沟槽之间；

第一柱状掺杂区，其为所述的第一导电类型，具有柱形形状，位于每个所述的台面内；

一对第二柱状掺杂区，其为第二导电类型，具有柱形形状，邻近所述的一对深沟槽的侧壁并位于所述的台面内，围绕并平行于所述的第一柱状掺杂区；

体区，其为所述的第二导电类型，位于所述的一对深沟槽之间的所述的台面中，覆盖所述的第一柱状掺杂区和第二柱状掺杂区的上表面；

至少一个沟槽栅，其填充以衬有栅氧化层的掺杂的多晶硅层，从所述的外延层的上表面开始向下穿过所述的体区并延伸入位于所述的台面中的所述的第一柱状掺杂区；

多个沟槽式源-体接触结构，每个所述的沟槽式源-体接触结构填充以接触金属插塞延伸入位于所述的台面中的所述的体区；和

源区，其为所述的第一导电类型，位于所述的沟槽栅和邻近的沟槽式源-体接触结构，且围绕每个所述的沟槽栅的上部分侧壁。

2.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其中所述的深沟槽的沟槽底部位于所述的衬底上方。

3.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其中所述的深沟槽进一步延伸入所述的衬底，并且所述的第一柱状掺杂区和所述的第二柱状掺杂区延伸至所述的衬底和所述的外延层的共同界向。

4.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，还包括欧姆体接触区，其为所述的第二导电类型，位于所述的体区内并至少围绕每个所述的沟槽式源-体接触结构的底部，其中所述的欧姆体接触区的掺杂浓度高于所述的体区。

5.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，还包括位于终端区的第一类型保护环和多个第二类型保护环，其中所述的第一类保护环连接至所述的源区，所述的第二类保护环具有悬浮的电压，且其结深都大于所述的体区，所述的第一类型保护环通过体区连接至第一导电类型的第三柱状掺杂区和第二导电类型的第四柱状掺杂区，所述的第三柱状掺杂区的柱状宽度大约为所述的第一柱状掺杂区的柱状宽度的一半，所述的第四柱状掺杂区的柱状宽度与所述的第二柱状掺杂区的宽度相同。

6.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其中所述的接触金属插塞是钨金属插塞，其衬有Ti/TiN或Co/TiN或Ta/TiN作为势垒金属层。

7.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，还包括至少一个用于栅连接的沟槽栅，其通过填充以所述的接触金属插塞的沟槽式栅接触结构连接至栅极金属。

8.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其中所述的栅氧化层位于沟槽栅底部的厚度等于或小于位于沟槽栅侧壁的厚度。

9.根据权利要求1所述的超结沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管，其中所述的栅氧化层位于沟槽栅底部的厚度大于位于沟槽栅侧壁的厚度。