[实用新型]高密度低压沟槽功率MOS器件

权利要求书

1.一种高密度低压沟槽功率MOS器件，包括位于半导体基板上的元胞区（A）、栅电极引出区（B）和终端保护区（C），元胞区（A）位于半导体基板的中心区，栅电极引出区（B）环绕元胞区（A）外围，终端保护区（C）环绕包围栅电极引出区（B）；其特征是：在所述沟槽功率MOS器件的截面上，半导体基板由N+衬底（1）和设置于N+衬底（1）上表面的N-外延层（2）组成，N-外延层（2）的上部设有P-阱区（9），N+衬底（1）的下表面设有背面金属层（20）；

所述沟槽功率MOS器件的元胞区（A）内包含有若干并联设置的元胞，元胞采用沟槽结构；所述沟槽功率MOS器件的栅电极引出区（B）内包含有作为栅电极引出的沟槽结构；所述沟槽功率MOS器件的终端保护区（C）包括终端耐压区（D）和终端截止区（E），在所述终端耐压区（D）和终端截止区（E）内均包含有若干耐压作用的沟槽结构；

所述沟槽结构包括位于P-阱区（9）的沟槽（5），沟槽（5）的下端延伸至N-外延层（2）的上部，在沟槽（5）的内壁表面生长栅极氧化层（7），在沟槽（5）内腔淀积导电多晶硅（8），导电多晶硅（8）的顶部低于N-外延层（2）的上表面；

在所述元胞区（A），沟槽（5）的槽口生长栅极氧化层（7）、热氧化层（11）和绝缘介质层（12）；在所述元胞之间设有源极接触孔（15-1），源极接触孔（15-1）内以及沟槽结构的上方设置有源极金属（17）；所述绝缘介质层（12）隔离源极金属（17）和沟槽（5）中的导电多晶硅（8）；

在所述栅电极引出区（B），沟槽（5）的槽口以及沟槽结构之间的硅表面生长栅极氧化层（7）和热氧化层（11），在热氧化层（11）上淀积绝缘介质层（12）；在所述沟槽（5）内的导电多晶硅（8）上部开有栅极接触孔（15-2），栅极接触孔（15-2）内以及沟槽结构上方的绝缘介质层（12）上表面设置有栅极金属（18）；

在所述终端保护区（C），沟槽（5）的槽口以及沟槽结构之间的硅表面生长栅极氧化层（7）和热氧化层（11），在热氧化层（11）上淀积绝缘介质层（12）；在所述终端截止区（E）的沟槽（5）内导电多晶硅（8）的上部设置有第一终端接触孔（15-3），在所述沟槽（5）的上部外侧设置有N+源极区（10），在N+源极区（10）内设置有第二终端接触孔（15-4），N+源极区（10）的第二终端接触孔（15-4）向下延伸至P-阱区（9）的上部；在所述第一终端接触孔（15-3）、第二终端接触孔（15-4）内、N+源极区（10）上方和沟槽结构上方的绝缘介质层（12）上表面设置终端截止环金属（19），且N+源极区（10）上方的终端截止环金属（19）和沟槽结构上方的终端截止环金属（19）连接在一起。

2.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：在所述源极接触孔（15-1）与沟槽（5）之间设置N+源极区（10），N+源极区（10）位于P-阱区（9）的上部。

3.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：所述N-外延层（2）厚度为2μm-20μm；所述沟槽（5）的深度为0.5μm-2μm；所述栅极氧化层（7）的厚度为100 Å-2000 Å。

4.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：所述导电多晶硅（8）的厚度为2000 Å-20000 Å。

5.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：所述P-阱区（9）的结深度为0.4μm-1.8μm。

6.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：所述热氧化层（11）的厚度为500 Å-5000 Å。

7.如权利要求1所述的高密度低压沟槽功率MOS器件，其特征是：所述导电多晶硅（8）的顶部距离硅表面的距离为0.2μm-1μm。