[发明专利]功率MOSFET、半导体器件及其衬底的减薄方法

说明书

本发明提供一种功率MOSFET、半导体器件及其衬底的减薄方法，所述功率MOSFET至少包含：在衬底的下面形成的粘附阻挡层；以及在所述粘附阻挡层的下面形成的电镀铜层；其中，所述功率MOSFET的厚度为300μm以下。所述方法包括如下步骤：在半导体器件的正面形成临时粘附载体；翻转所述半导体器件并将所述衬底减薄；在所述衬底上依次形成粘附阻挡层和电镀铜层；以及去除所述临时粘附载体。上述方法不仅可以工艺简单、费用低廉地将功率MOSFET器件的衬底减薄到100μm以下，而且减小了功率MOSFET的总电阻，尤其是在低压功率MOSFET中这种电阻的下降非常明显，并由此提高了功率MOSFET的性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及功率MOSFET、半导体器件及其衬底的减薄方法。

背景技术

功率MOSFET，即功率MOS场效应晶体管。功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET(Vertical MOSFET)，大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。现有技术中常见的一种功率MOSFET具有如图1所示的结构，其为一种沟槽型功率MOSFET，所述功率MOSFET包含位于n+衬底102之上的漂移区103，所述漂移区103为n-外延层。在漂移区103之上设置有p-阱或p-体区104，在p-阱104中设置有重掺杂n+区105。功率MOSFET还包括位于漂移区103之上的栅极106，在栅极106与p-阱104之间还设置有栅介质层107。在p-阱104之上设置有源极108，同时在衬底另一侧还设置有背金101以作为漏极。

功率MOSFET的开态电阻由几部分组成，其中包括源极扩散电阻、沟道电阻、结电阻、漂移区电阻和衬底电阻。对于不同电压的功率MOSFET，各部分电阻对功率MOSFET总电阻的贡献并不相同。但是，无论是高压功率MOSFET还是低压功率MOSFET，衬底的电阻对总电阻的贡献都是不可忽略的，尤其是在低压功率MOSFET中，衬底电阻在MOSFET总电阻所占的比重较大，因此，通过降低衬底的厚度来达到降低衬底电阻并进而降低MOSFET总电阻是一个非常行之有效的办法。另一方面，衬底的厚度也不能太薄，因此衬底需要保持一定的厚度以使器件产生的热量能均匀且大范围地分布，并进而阻止MOSFET器件中温度的上升。

在MOSFET中，包括源极、栅极、体区和漂移区的层叠结构可以总称为器件区域，其经典厚度为3～15μm，背金的经典厚度为1～3μm，而衬底的经典厚度为50～300μm，因此，通过将衬底减薄以降低衬底的电阻有非常大的操作空间。

因此，如何提供衬底电阻较小的MOSFET，以及如何工艺简单、费用低廉地将功率MOSFET器件的衬底减薄到50μm以下是技术人员面临的一大技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种功率MOSFET，所述功率MOSFET至少包含：

衬底；

在所述衬底的上面形成的漂移区；

在所述漂移区上面形成的体区、栅极和源极；

在所述衬底的下面形成的粘附阻挡层；以及

在所述粘附阻挡层的下面形成的电镀铜层。

可选的是，所述功率MOSFET包括垂直导电型VMOSFET。

可选的是，所述功率MOSFET包括PMOSFET或NMOSFET。

可选的是，所述功率MOSFET包括沟槽MOSFET或平面MOSFET。

可选的是，所述漂移区包括n-外延层或p-外延层。

可选的是，所述源极包括金属。

可选的是，所述栅极包括多晶硅、金属或金属硅化物中的至少一种。