[发明专利]三维隔离型超结结构场效应晶体管及其制备方法

说明书

本申请是关于一种三维隔离型超结结构场效应晶体管，包括：衬底区、漂移区、基体区、源区、屏蔽栅、控制栅、沟槽绝缘层、源极、漏极、金属栅极、P型超结柱以及三维绝缘层；P型超结柱以及漂移区沿着第一方向设置在衬底区上，三维绝缘层设置在P型超结柱及漂移区之间；基体区设置在漂移区上方，使得基体区的顶面与P型超结柱的顶面平齐；源区包括P型源区和N型源区；源区设置在基体区与P型超结柱上方；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、源区和P型超结柱相接；源极设置在源区上方；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，能够有效降低晶体管的导通电阻。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及三维隔离型超结结构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具有较低的比导通电阻、静动态损耗小以及开关速度快等优势。这是由于其能够有效隔离控制栅极至漏极之间耦合，在沟道密度、电荷补偿效应及屏蔽栅结构方面均具有明显优点。

相关技术中，为了进一步降低晶体管的漏源导通电阻，公开号为CN102148256B的专利文件公开了一种屏蔽栅沟槽场效应晶体管，其包括漏区、漂移区、介质层、分裂栅、栅电极、n+层、源电极、沟道区以及介质层；其中介质层的K值按一定规律分布，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。通过用K值按照一定规律分布的介质层代替原来的侧氧结构，结合K值越大，调制能力越强，但是与之对应的纵向压降也越小的调制原理，使得漂移区内部的电场强度近似分布一致，从而保证耐压，降低漏源导通电阻。

但是，由于具有变化趋势的介质层的结构复杂，加工工艺难度大，而上述方案需要在晶体管上制备出K值按照一定规律分布的介质层，大幅增加了对于晶体管制备工艺的要求，从而导致晶体管制备过程中耗费时间和生产成本的增加。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种三维隔离型超结结构场效应晶体管及其制备方法，能够有效降低晶体管的导通电阻。

本申请第一方面提供一种三维隔离型超结结构场效应晶体管，包括：

衬底区1、漂移区2、基体区3、源区4、屏蔽栅5、控制栅6、沟槽绝缘层7、源极、漏极9、金属栅极、P型超结柱9以及三维绝缘层10；

所述P型超结柱9以及所述漂移区2沿着第一方向设置在所述衬底区1上，所述三维绝缘层10设置在所述P型超结柱9及所述漂移区2之间，将所述P型超结柱9与所述漂移区2隔离；所述基体区3设置在所述漂移区2上方，使得所述基体区3的顶面与所述P型超结柱9的顶面平齐；

所述源区4包括相互平行设置的P型源区41和N型源区42；所述源区设置在所述基体区3与所述P型超结柱9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、所述源区4和所述P型超结柱9相接；

所述源极设置在所述源区4上方；所述漏极9设置在所述衬底区1下方；所述金属栅极设在所述控制栅6上方；

所述第一方向为所述控制栅6的长度方向。

在一种实施方式中，所述P型源区41设置于所述P型超结柱9的顶面，所述N型源区42设置于所述基体区3的顶面，使得所述P型源区41和所述N型源区42的排布方向与所述第一方向平行。

在一种实施方式中，所述屏蔽栅5的底面与所述衬底区1相接。

在一种实施方式中，所述屏蔽栅5的掺杂类型为P型掺杂。

在一种实施方式中，所述屏蔽栅5的掺杂浓度为中掺杂浓度。

在一种实施方式中，所述P型源区41和所述N型源区42的掺杂浓度均为重掺杂浓度；