[发明专利]沟槽MOSFET结构及其制造方法

说明书

公开了一种制造沟槽MOSFET结构及其制造方法。包括：第一掺杂类型的半导体层；从半导体层的上表面延伸至其内部的沟槽；位于所述沟槽内的绝缘层和电极导体；位于所述半导体层邻近所述沟槽的上部区域，并与所述沟槽相邻的第二掺杂类型的体区；以及位于所述半导体层邻近所述沟槽两侧的预定位置的第一掺杂类型的浮动区，其中，所述浮动区位于所述体区的下方，且不与所述体区接触。本发明提供的沟槽MOSFET结构在对其击穿电压的影响较小的情况下降低了其导通电阻。

技术领域

本发明涉及半导体技术，更具体地，涉及一种沟槽MOSFET结构以及一种制造沟槽MOSFET的方法。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为功率半导体器件已经得到了广泛的应用，例如在功率变换器中作为开关。然而，在传统的沟槽MOSFET器件中，存在击穿电压和导通电阻之间相互制约的问题，通常不能同时实现击穿电压的提高和导通电阻的降低，需要获得一个很好的折中，就会导致器件在大电压下工作时会有很大的能量损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沟槽MOSFET结构及其制造方法，以在不影响沟槽MOSFET结构的击穿电压的情况下，降低其导通电阻。

根据本发明的第一方面，提供一种沟槽MOSFET结构，包括：第一掺杂类型的半导体层；从半导体层的上表面延伸至其内部的沟槽；位于所述沟槽内的绝缘层和电极导体；位于所述半导体层邻近所述沟槽的上部区域，并与所述沟槽相邻的第二掺杂类型的体区；以及位于所述半导体层邻近所述沟槽两侧的预定位置的第一掺杂类型的浮动区，其中，所述浮动区位于所述体区的下方，且不与所述体区接触。

优选地，所述浮动区不低于所述沟槽的底部表面。

优选地，所述沟槽内的绝缘层包括覆盖所述沟槽下部分内表面的第一绝缘层，覆盖所述沟槽上部分内表面第二绝缘层，以及位于所述第一绝缘层与第二绝缘层之间的第三绝缘层，其中，所述第一绝缘层的厚度大于所述第二绝缘层的厚度。

优选地，所述沟槽内的电极导体包括位于所述沟槽下部分的第一导体和位于所述沟槽上部分的第二导体，其中，所述第一绝缘层将所述第一导体与所述半导体层隔开，所述第二绝缘层将所述第二导体与所述半导体层隔开，所述第三绝缘层将所述第一导体与所述第二导体隔离。

优选地，所述浮动区的掺杂浓度越大，所述浮动区与所述体区底表面的距离越大。

优选地，所述浮动区的掺杂浓度越大，所述浮动区与所述沟槽底部表面的距离越大。

优选地，所述浮动区不高于所述第一导体的上表面，所述浮动区不低于所述第一导体的下表面。

优选地，所述浮动区的上表面与所述体区底表面的距离和所述浮动区的下表面与所述沟槽底部表面的距离相等。

优选地，所述浮动区的上表面与所述体区底表面的距离小于所述浮动区的下表面与所述沟槽底部表面的距离。

优选地，所述浮动区包括至少一个子浮动区，所述至少一个子浮动区在所述沟槽MOSFET结构的纵向方向上依次排列。

优选地，所述沟槽深度越深，所述子浮动区的个数越多。

优选地，所述浮动区的平均掺杂浓度不大于1e12，不小于1e14。

优选地，所述子浮动区的掺杂浓度都相同。

优选地，越靠近所述体区底表面和所述沟槽底部表面的所述子浮动区，其掺杂浓度越小。

优选地，还包括：位于所述体区中的源区，所述源区为所述第一掺杂类型；位于所述源区上方的层间介质层；以及位于所述层间介质层上方的源极电极。

优选地，还包括：位于所述半导体层的下表面的半导体衬底，所述半导体层的上表面与所述下表面相对；以及位于所述半导体衬底的下表面的漏极电极。