[发明专利]沟槽栅功率晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅功率晶体管，其特征在于，沟槽栅包括：

沟槽，形成于半导体衬底上；

栅氧化层，形成于所述沟槽的侧面和底部表面；

第一多晶硅层，形成于所述栅氧化层表面；

位于所述沟槽的底部表面上的所述第一多晶硅层被去除而在所述沟槽的底部将所述栅氧化层表面暴露；

第二氧化层形成于所述沟槽底部的所述栅氧化层表面；

第二多晶硅层将所述第二氧化层顶部的所述沟槽完全填充；

由所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层叠加形成多晶硅栅；

所述第二氧化层和所述栅氧化层之间隔离有所述第一多晶硅层；

通过叠加在所述沟槽的底部的所述第二氧化层和所述栅氧化层来形成能降低沟槽栅功率晶体管的反向转移电容的结构；

通过所述第一多晶硅层的底部的插入到所述第二氧化层和所述栅氧化层之间结构来实现所述多晶硅栅从顶部到底部都是通过所述栅氧化层来覆盖所述沟槽的侧面的结构，从而保证所述沟槽栅功率晶体管具有较低导通电阻。

2.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述沟槽栅功率晶体管的导通区由多个原胞周期性排列组成，沟槽栅功率晶体管的导通区的各原胞都包括一个所述沟槽栅。

3.如权利要求1所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述沟槽栅功率晶体管的导通区的各原胞还包括：

所述半导体衬底具有第一导电类型，在所述半导体衬底表面形成有第二导电类型掺杂的阱区，所述阱区的结深小于等于所述沟槽的深度，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述阱区的表面用于形成沟道；

在所述阱区的表面形成有第一导电类型重掺杂的源区；

在所述半导体衬底的背面形成有第一导电类型重掺杂的漏区。

4.如权利要求3所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：所述沟槽栅功率晶体管还包括：层间膜，接触孔和正面金属层；

所述源区通过顶部的接触孔连接到由正面金属层组成的源极；

所述多晶硅栅通过顶部的接触孔连接到由正面金属层组成的栅极。

5.如权利要求4所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：在所述半导体衬底背面形成有背面金属层，所述背面金属层和所述漏区接触并组成漏极。

6.如权利要求4所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：顶部形成有所述接触孔并和所述栅极相连的所述沟槽位于导通区外的栅极引出区中，所述栅极引出区的所述沟槽的宽度大于所述导通区的所述沟槽的宽度、所述栅极引出区的所述沟槽的深度大于所述导通区的所述沟槽的深度，所述栅极引出区的所述沟槽和所述导通区的所述沟槽同时形成且相连通。

7.如权利要求3所述的沟槽栅功率晶体管，其特征在于：在所述半导体衬底的表面形成由第一导电类型的第一外延层，所述沟槽形成于所述第一外延层中，由所述阱区底部和所述漏区之间的所述第一外延层组成漂移区。

8.一种沟槽栅功率晶体管的制造方法，其特征在于，沟槽栅的形成步骤包括：

步骤一、在半导体衬底上形成沟槽；

步骤二、在所述沟槽的侧面和底部表面形成栅氧化层；

步骤三、进行第一次多晶硅沉积在所述栅氧化层表面形成第一多晶硅层；

步骤四、进行第一次多晶硅刻蚀自对准去除所述沟槽的底部表面上的所述第一多晶硅层，所述第一次多晶硅刻蚀后所述第一多晶硅层保留于所述沟槽侧面的所述栅氧化层表面，所述沟槽的底部表面的所述栅氧化层表面暴露；

步骤五、进行氧化层沉积在所述沟槽底部的所述栅氧化层表面形成第二氧化层；

步骤六、进行第二次多晶硅沉积形成第二多晶硅层将所述第二氧化层顶部的所述沟槽完全填充；由所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层叠加形成多晶硅栅；

所述第二氧化层和所述栅氧化层之间隔离有所述第一多晶硅层；

通过叠加在所述沟槽的底部的所述第二氧化层和所述栅氧化层来形成能降低沟槽栅功率晶体管的反向转移电容的结构；

通过所述第一多晶硅层的底部的插入到所述第二氧化层和所述栅氧化层之间结构来实现所述多晶硅栅从顶部到底部都是通过所述栅氧化层来覆盖所述沟槽的侧面的结构，从而保证所述沟槽栅功率晶体管具有较低导通电阻。