[发明专利]槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管及其制备方法

说明书

本申请是关于一种槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管，包括：衬底区、漂移区、基体区、N型源区、屏蔽栅、控制栅、绝缘层、槽型源极、漏极以及金属栅极；漂移区与衬底区相接，基体区和N型源区依次设置在漂移区上方；控制栅和屏蔽栅由上至下依次设置在漂移区的侧方，并通过绝缘层分别与漂移区、基体区和N型源区相接；槽型源极包括水平源极部和竖直源极部，竖直源极部相接在水平源极部的一端，形成纵截面呈L型的源极；水平源极部设置在N型源区上方，竖直源极部与N型源区和基体区的侧面均相接，使得N型源区的拐角与槽型源极的拐角相贴合；漏极设置在衬底区下方；金属栅极设在控制栅上方。本申请提供的方案，能够提高器件的雪崩能力。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

屏蔽栅沟槽型场效应晶体管SGT已被广泛地应用于电源管理等重要的低压领域。这是因为SGT的沟道密度高，同时具备较好的电荷补偿效果。此外，其屏蔽栅结构因有效地隔离了金属栅极与漏极之间的耦合，从而显著地降低了传输电容。这使得SGT拥有更低的比导通电阻、更小的导通和开关损耗、更高的工作频率。

相关技术中，为了抑制衬底区的浮动效应，需通过重掺杂的P型源区将基体区与连接沟道的N型源区相短接。传统结构中的P型源区与N型源区均制作在晶体管中的硅片表面，该种结构存在两方面的问题：

其一是该结构消耗了一定的硅片面积，为了保证P型源区具备足够的面积用于短接，则势必会引入P型源区的面积；或为了保证P型源区和N型源区的面积，导致所需的硅片面积较大，器件成本相应增加；其二是该结构下，当晶体管处于正向高压阻断或正向高压导通时，由于雪崩效应产生空穴，空穴会流经基体区通道形成一个足以使寄生三极管开启的空穴电流，触发三极管开启，限制了器件的雪崩能力。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管，能够简化P型源区结构并保证晶体管的雪崩能力。

本申请第一方面提供一种槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管，包括：

衬底区1、漂移区2、基体区3、N型源区4、屏蔽栅5、控制栅6、绝缘层7、槽型源极8、漏极9以及金属栅极10；

所述漂移区2与所述衬底区1相接，以所述衬底区1指向所述漂移区2的方向为上方，所述基体区3和所述N型源区4依次设置在所述漂移区2上方；所述控制栅6和所述屏蔽栅5由上至下依次设置在所述漂移区2的侧方，并通过所述绝缘层7分别与所述漂移区2、所述基体区3和所述N型源区4相接；

所述槽型源极8包括水平源极部和竖直源极部，所述竖直源极部相接在所述水平源极部的一端，形成纵截面呈L型的源极；所述水平源极部设置在所述N型源区4上方，所述竖直源极部与所述N型源区4和所述基体区3的侧面均相接，使得所述N型源区4的拐角与所述槽型源极8的拐角相贴合；

所述漏极9设置在所述衬底区下方；所述金属栅极10设在所述控制栅上方。

在一种实施方式中，所述槽型源极的屏蔽栅沟槽型场效应晶体管，还包括：N型补偿区11；

所述N型补偿区11设置在所述槽型源极8与所述漂移区2之间，所述N型补偿区11的顶面与所述竖直源极部相接，所述N型补偿区11的底面与所述漂移区相接，所述N型补偿区11的一个侧面与所述基体区3相接。

在一种实施方式中，所述N型补偿区11的掺杂浓度为中掺杂浓度。

在一种实施方式中，所述N型源区4的掺杂浓度为重掺杂浓度。

在一种实施方式中，所述N型源区4的横向宽度大于或等于0.2μm。

在一种实施方式中，所述衬底区1的掺杂类型为N型掺杂，且所述衬底区1的掺杂浓度为重掺杂浓度；