[发明专利]一种VDMOS器件的条形元胞结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及功率半导体器件技术领域，尤其涉及一种VDMOS器件的条形元胞结构及其制作方法。

背景技术

VDMOS（Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor,垂直双扩散金属氧化物半导体）器件，是同时具有双极型晶体管和普通MOS器件的优点的功率半导体器件。与双极型晶体管相比，它的开关速度快，开关损耗小，输入阻抗高，驱动功率小，频率特性好，跨导线性度高，没有双极型功率器件的二次击穿问题，安全工作区大。因此，不论是开关应用还是线性应用，VDMOS器件都是理想的功率半导体器件。

对于VDMOS器件而言，它的一个重要指标是导通电阻。随着VDMOS器件的发展，其结构不断地得到改进，以尽可能地降低导通电阻，从而提高导通电流的能力。

图1示出了现有技术的N沟道增强型VDMOS器件的条形元胞结构的立体结构图。对于现有技术的VDMOS器件的条形元胞结构，沟道主要形成于第一N+源区104与第一P-阱区103、第二N+源区107与第二P-阱区108之间，沟道的宽度和面积有限。因此，如图1所示，现有技术的VDMOS器件的条形元胞结构中，在多晶硅层105下方位置的N-外延层102没有被充分地利用，从而没有有效地增加沟道的宽度和面积，使得该条形元胞结构的导通电阻较大，电流导通能力有限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种VDMOS器件的元胞结构及其制作方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

一方面，本发明实施例提供了一种VDMOS器件的条形元胞结构，所述条形元胞结构包括：

漏区；

位于漏区上的外延层；

位于所述外延层内的横向沟道、第一阱区、第二阱区以及嵌入在所述第一阱区中的第一源区、嵌入在所述第二阱区中的第二源区，其中，所述横向沟道包括沟道阱区和嵌入在沟道阱区中的沟道源区；

位于所述外延层上的栅氧化层，其中，所述栅氧化层完全覆盖所述横向沟道；

位于所述栅氧化层上的多晶硅层，其中，所述多晶硅层的长边方向与所述横向沟道垂直。

进一步的，所述沟道阱区在所述横向沟道的两端分别与所述第一阱区和所述第二阱区连接，所述沟道源区在所述横向沟道的两端分别与所述第一源区和所述第二源区连接。

进一步的，所述沟道源区和所述沟道阱区间形成的沟道长度与所述第一源区和所述第一阱区间形成的沟道长度、所述第二源区和所述第二阱区间形成的沟道长度相同。

进一步的，所述横向沟道包括一个横向沟道或多个横向沟道。

进一步的，所述多个横向沟道沿所述多晶硅层的长边方向均匀地排列，其中，任意两个相邻的所述横向沟道间的距离为20μm。

相应的，本发明实施例还提供了一种VDMOS器件的条形元胞结构的制作方法，所述条形元胞结构的制作方法包括以下步骤：

形成漏区；

在漏区上形成外延层；

在所述外延层内形成横向沟道、第一阱区、第二阱区以及嵌入在所述第一阱区中的第一源区、嵌入在所述第二阱区中的第二源区，其中，所述横向沟道包括沟道阱区和嵌入在沟道阱区中的沟道源区；

在所述外延层上形成栅氧化层，其中，所述栅氧化层完全覆盖所述横向沟道；

在所述栅氧化层上形成多晶硅层，其中，所述多晶硅层的长边方向与所述横向沟道垂直。

进一步的，所述沟道阱区在所述横向沟道的两端分别与所述第一阱区和所述第二阱区连接，所述沟道源区在所述横向沟道的两端分别与所述第一源区和所述第二源区连接。

进一步的，所述沟道源区和所述沟道阱区间形成的沟道长度与所述第一源区和所述第一阱区间形成的沟道长度、所述第二源区和所述第二阱区间形成的沟道长度相同。

进一步的，所述横向沟道包括一个横向沟道或多个横向沟道。

进一步的，所述多个横向沟道沿所述多晶硅层的长边方向均匀地排列，其中，任意两个相邻的所述横向沟道间的距离为20μm。

本发明实施例提出的VDMOS器件的条形元胞结构及其制作方法，通过在多晶硅层下的外延层中增加垂直于多晶硅层的长边方向的横向沟道，增加了元胞结构的沟道宽度，相应地增加了沟道面积，从而可以有效地降低导通电阻，提高电流导通能力。在相同的导通电流能力下，本发明的条形元胞结构能够减少VDMOS器件中的元胞数目，使芯片的面积显著地减小，从而降低芯片的单位成本。

附图说明