[发明专利]具有屏蔽栅的沟槽栅MOSFET和肖特基二极管的集成结构

摘要

本发明公开了一种基于屏蔽栅的沟槽栅MOSFET和肖特基二极管的集成结构，形成于硅衬底上且沟槽栅MOSFET和肖特基二极管的形成区域分开且相邻。沟槽栅MOSFET采用具有屏蔽栅的双栅结构，在肖特基二极管的形成区域形成有和沟槽栅相同的沟槽结构，通过正面金属层填充到沟槽的顶部来在沟槽侧面形成肖特基接触，正面金属层同时也和沟槽外的硅外延层形成肖特基接触，沟槽侧面和沟槽外的肖特基接触的结构能够大大增加肖特基接触的面积，能大大减少肖特基二极管的形成区域所占芯片的面积。同时本发明的肖特基二极管和采用沟槽接触孔的源极接触孔无关，故肖特基二极管的性能不受沟槽接触孔的影响，工艺相对简单且容易控制。

主权项

一种具有屏蔽栅结构的沟槽栅MOSFET和肖特基二极管的集成结构，其特征在于：集成结构形成于N型重掺杂的硅衬底，在所述硅衬底上分为沟槽栅MOSFET的形成区域和肖特基二极管的形成区域；在所述沟槽栅MOSFET的形成区域中的所述沟槽栅MOSFET的单元结构包括：N型掺杂的硅外延层，该硅外延层形成于所述硅衬底表面上；P型阱区，形成于所述硅外延层表面区域中并具有一定的厚度；第一沟槽，所述第一沟槽从所述硅外延层顶部表面穿过所述P型阱区并进入到所述P型阱区底部的所述硅外延层中；在所述第一沟槽中分别形成有由多晶硅组成的控制栅和第一屏蔽栅，所述第一屏蔽栅位于所述多晶硅栅的底部，所述第一屏蔽栅和所述第一沟槽的底部表面和对应的侧面之间间隔有氧化层，在所述多晶硅栅和所述第一屏蔽栅之间也间隔有氧化层，在所述多晶硅栅和所述第一沟槽的对应侧面之间间隔有栅氧化层，由所述多晶硅栅和所述栅氧化层组成沟槽栅结构；源区，由形成于所述P型阱区表面区域中的N型重掺杂区组成；所述多晶硅栅从侧面覆盖所述源区和所述P型阱区，被所述多晶硅栅侧向覆盖的所述P型阱区的表面用于形成连接所述源区和所述硅外延层的沟道；源极接触孔，源极接触孔的底部穿过所述源区进入到所述P型阱区中并同时和所述源区以及所述P型阱区接触，所述源极接触孔的顶部和作为源极的正面金属层接触；所述肖特基二极管的形成区域和所述沟槽栅MOSFET的形成区域相邻，在所述肖特基二极管的形成区域中的所述肖特基二极管的单元结构包括：第二沟槽，所述第二沟槽的工艺条件和所述第一沟槽的相同，在所述肖特基二极管的形成区域中未形成所述P型阱区，所述第二沟槽都位于所述硅外延层中；在所述第二沟槽的底部形成有第二屏蔽栅，所述第二屏蔽栅的工艺条件和所述第一屏蔽栅相同，该第二屏蔽栅和所述第二沟槽的底部表面和对应的侧面之间间隔有氧化层；所述源极的正面金属层覆盖在整个所述肖特基二极管的形成区域中，且所述源极的正面金属层填充到所述第二沟槽的顶部，填充于所述第二沟槽的顶部的所述正面金属层和所述第二屏蔽栅之间间隔有氧化层；填充于所述第二沟槽的顶部的所述正面金属层和所述第二沟槽侧面的所述硅外延层形成第一部分肖特基接触，延伸于所述第二沟槽外面的所述硅外延层表面的所述正面金属层和底部对应的所述硅外延层形成第二部分肖特基接触；所述肖特基二极管的单元结构的整个肖特基接触由所述第一部分肖特基接触和所述第二部分肖特基接触组成。