[发明专利]一种沟槽型MOSFET器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种沟槽型MOSFET器件制造方法，包括：在衬底上外延形成基层区；在基层区中形成第一沟槽；在第一沟槽内表面形成P型层；在P型层内填充多晶硅；在第一沟槽上方形成第二沟槽；在第二沟槽中形成栅结构。相应公开了一种沟槽型MOSFET器件，包括：衬底、基层区、第一沟槽和第二沟槽；基层区位于衬底上表面，第一沟槽位于第二沟槽正下方，且均设置在基层区内；第一沟槽的内表面形成有P型层，P型层中填充有多晶硅。利用超结概念获得更小的开通电阻，采用分离型沟槽多晶硅技术减少了栅极到漏极的米勒电容，可制造出结构紧凑、原胞密度大和电流密度大的沟槽型MOSFET器件，可显著的提高器件的功率密度，降低成本，提高产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说是涉及一种沟槽型MOSFET器件及其制造方法。

背景技术

目前，随着半导体技术的发展，功率器件作为集成电路中的重要组成部分，被广泛应用于汽车电子、通信设备等多个领域，现有技术多采用第三代半导体SiC材料的单极功率器件作为功率半导体开关器件，多采用超结概念以及分离型沟槽多晶硅技术来制作Si基器件。目前市面上SiC功率器件主要为平面型MOS，和沟槽型MOS，沟槽型MOS主要采用单沟槽或者双沟槽概念，采用双沟槽概念时栅极沟槽和源极沟槽水平分开为左右结构。

但是，现有技术中没有同时利用超结概念以及分离型沟槽多晶硅技术一起来制作SiC器件，现有沟槽型MOSFET器件结构不够紧凑，导通电阻较高，直接影响MOSFET器件性能。

因此，如何结合超结概念以及分离型沟槽多晶硅技术提供一种结构紧凑，导通电阻低的MOSFET器件制造方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种沟槽型MOSFET器件及其制造方法，利用超结概念获得相对于传统沟槽结构更小的导通电阻，利用分离型沟槽多晶硅技术减少了栅极到漏极的米勒电容，可生产出结构紧凑，单位面积原胞密度大的沟槽型MOSFET器件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沟槽型MOSFET器件制造方法，包括：

在衬底上外延形成基层区；

在所述基层区中形成第一沟槽；

在所述第一沟槽内表面形成P型层；

在所述P型层内填充多晶硅；

在所述第一沟槽上方形成第二沟槽；

在所述第二沟槽中形成栅结构。

优选的，所述在衬底上外延形成基层区，具体包括：

在所述衬底上积淀形成外延层；

在所述外延层上表面对应形成源极薄膜和体层薄膜，所述源极薄膜位于所述体层薄膜上表面；所述源极薄膜构成源极层，所述体层薄膜构成P型体层；

所述外延层、源极层及P型体层共同组成了基层区。

优选的，在所述第一沟槽内表面形成P型层，具体包括：

以预设角度向所述第一沟槽注入铝离子或硼离子，在所述第一沟槽的底部和侧壁上形成P型层。

优选的，在所述第一沟槽上方形成第二沟槽，具体包括：

通过光照和刻蚀分别经过所述源极层和所述P型体层在所述第一沟槽上方形成第二沟槽，所述第二沟槽相对于所述第一沟槽宽度大深度小，所述P型层中填充的多晶硅作为源极多晶硅。

优选的，在所述第二沟槽中形成栅结构，具体包括：通过牺牲氧化工艺、光刻工艺、栅氧氧化工艺、多晶硅填充工艺、多晶硅光刻工艺及刻蚀工艺形成栅结构，所述第二沟槽的侧壁和底部形成栅氧层，在所述栅氧层中形成栅极多晶硅。