[发明专利]沟槽功率MOS器件及其制造方法

摘要

本发明涉及一种具有超高元胞密度的深沟槽功率MOS器件及其制造方法，其元胞区内的元胞采用沟槽结构，在功率MOS器件的截面上，元胞沟槽的内壁以及底部生长有栅氧化层，元胞沟槽内淀积有导电多晶硅；在元胞沟槽的槽口设置热氧化层，在热氧化层上沉积有绝缘介质层，所述绝缘介质层以及热氧化层仅且分布于元胞沟槽的槽口；在所述功率MOS器件的截面上，源极接触孔从第一导电类型源极区向下延伸进入第二导电类型阱层内，在源极接触孔内填充有源极金属，源极金属与第一导电类型源极区、第二导电类型阱层均欧姆接触。本发明结构紧凑，可大幅度降低MOS器件沟道电阻，从而降低整个器件的特征导通电阻。

主权项

一种沟槽功率MOS器件，在所述功率MOS器件的俯视平面上，包括位于半导体基板上的元胞区以及终端保护区，所述元胞区位于半导体基板的中心区，终端保护区环绕包围所述元胞区；在所述功率MOS器件的截面上，半导体基板包括位于上部的第一导电类型外延层以及位于下部的第一导电类型漏极区，所述第一导电类型漏极区与第一导电类型外延层邻接；在元胞区内，第一导电类型外延层内的上部设有第二导电类型阱层，元胞区内包括若干并联设置的元胞，元胞区内的元胞采用沟槽结构，元胞沟槽位于第二导电类型阱层，深度伸入第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层内，相邻元胞沟槽的侧壁上方设有第一导电类型源极区，所述第一导电类型源极区位于第二导电类型阱层内的上部且与元胞沟槽的侧壁相接触；其特征是：在所述功率MOS器件的截面上，元胞沟槽的内壁以及底部生长有栅氧化层，在所述生长有栅氧化层的元胞沟槽内淀积有导电多晶硅；在元胞沟槽的槽口设置热氧化层，所述热氧化层覆盖元胞沟槽侧壁的栅氧化层以及元胞沟槽槽口下方的导电多晶硅，在热氧化层上沉积有绝缘介质层，所述绝缘介质层以及热氧化层仅且分布于元胞沟槽的槽口；在所述功率MOS器件的截面上，在第二导电类型阱层上方设有源极接触孔，所述源极接触孔从第一导电类型源极区向下延伸进入第二导电类型阱层内，在源极接触孔内填充有源极金属，所述源极金属与第一导电类型源极区、第二导电类型阱层均欧姆接触，且源极金属与元胞沟槽内的导电多晶硅通过绝缘介质层以及热氧化层相绝缘隔离；所述第一导电类型外延层包括第一导电类型第一外延层及第一导电类型第二外延层，第一导电类型第一外延层位于第一导电类型第二外延层与第一导电类型漏极区间，且第一导电类型第一外延层邻接第一导电类型漏极区及第一导电类型第二外延层；第二导电类型阱层位于第一导电类型第二外延层内的上部；元胞沟槽的深度伸入第一导电类型第二外延层或第一导电类型第一外延层内；以分布于元胞沟槽槽口内的热氧化层以及绝缘介质层作为遮挡掩蔽层，采用自对准刻蚀工艺，得到源极接触孔。