本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種平面柵超結(jié)MOSFET器件。
背景技術(shù):
目前現(xiàn)有的普通VDMOS器件如圖1所示,包括N+型襯底1’(N+sub)、N-型外延層2’(N-epi)、柵氧化層3’、多晶硅柵極4’(Poly Gate)、P型體區(qū)5’(Pbody),普通VDMOS想要提高耐壓,需要更高電阻率、更厚的N-epi,但這樣會(huì)極大的增加導(dǎo)通電阻。
現(xiàn)有的平面柵超結(jié)MOS器件如圖2所示,包括N+型襯底1”、N-型外延層2”(N-epi)、P型柱深槽結(jié)構(gòu)3”(P pillar trench)、柵氧化層4”、多晶硅柵極5”(Poly Gate)、P型體區(qū)6”(Pbody);通過在器件內(nèi)部引入深槽Trench結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)橫向的P型柱/N-型外延層耗盡,這樣可以在很低電阻率的N-型外延層下,就實(shí)現(xiàn)很高耐壓,并降低導(dǎo)通電阻,但是由于深槽Trench結(jié)構(gòu)的引入,增大了寄生電容,影響開關(guān)特性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的平面柵超結(jié)MOS器件寄生電容大且開關(guān)特性差的缺陷,提供一種平面柵超結(jié)MOSFET器件,可減小低電壓下的輸出電容,讓電容曲線變得平緩,改善開關(guān)特性。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的,所采用的技術(shù)方案是:
本實(shí)用新型的平面柵超結(jié)MOSFET器件包括:
N+型襯底;
N-型外延層,所述N-型外延層位于所述N+型襯底的上表面;
P型柱深槽結(jié)構(gòu),所述N-型外延層兩側(cè)自頂部向下形成所述P型柱深槽結(jié)構(gòu),所述P型柱深槽結(jié)構(gòu)的底部浮空,兩側(cè)所述P型柱深槽結(jié)構(gòu)之間形成深槽Trench結(jié)構(gòu);
P型體區(qū),所述P型體區(qū)引入到所述深槽Trench結(jié)構(gòu)內(nèi)部并與兩側(cè)所述P型柱深槽結(jié)構(gòu)分離開;
N+型源區(qū),所述P型體區(qū)頂部形成所述N+型源區(qū);
柵氧化層,位于所述P型體區(qū)、N+型源區(qū)、N-型外延層和P型柱深槽結(jié)構(gòu)的上表面;
多晶硅柵極,所述多晶硅柵極為兩個(gè),且分別位于所述柵氧化層的上表面的兩側(cè),所述多晶硅柵極作為MOSFET器件的柵極;
源極金屬,位于所述多晶硅柵極和柵氧化層的上方,部分所述源極金屬向下延伸,經(jīng)過所述柵氧化層和N+型源區(qū)延伸至P型體區(qū)內(nèi),所述源極金屬與P型體區(qū)和N+型源區(qū)連接形成MOSFET器件的源極。
本實(shí)用新型所述源極金屬與兩個(gè)所述多晶硅柵極之間由介質(zhì)層隔離。
本實(shí)用新型所述N+型襯底背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極。
本實(shí)用新型的平面柵超結(jié)MOSFET器件的有益效果是:本實(shí)用新型的平面柵超結(jié)MOSFET器件采用P型體區(qū)(Pbody)與P型柱深槽結(jié)構(gòu)(P-pillar trench)分離的結(jié)構(gòu),P型柱深槽結(jié)構(gòu)(P-pillar trench)浮空,P型體區(qū)(Pbody)注入在深槽Trench結(jié)構(gòu)中間,該結(jié)構(gòu)保留了超結(jié)MOSFET器件橫向擴(kuò)散高耐壓的特點(diǎn),又因?yàn)镻型體區(qū)(Pbody)與P型柱深槽結(jié)構(gòu)(P-pillar trench)分離,減小了低電壓下的Coss,讓電容曲線變得平緩,改善開關(guān)特性。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是現(xiàn)有的VDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是現(xiàn)有的平面柵超結(jié)MOSFET器件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本實(shí)施例的平面柵超結(jié)MOSFET器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中:N+型襯底1、N-型外延層2、P型柱深槽結(jié)構(gòu)3、P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、柵氧化層6、多晶硅柵極7、源極金屬8、介質(zhì)層9。
具體實(shí)施方式
在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中,除非另有說明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
如圖3所示,本實(shí)施例的平面柵超結(jié)MOSFET器件包括N+型襯底1、N-型外延層2、P型柱深槽結(jié)構(gòu)3、P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、柵氧化層6、多晶硅柵極7和源極金屬8。其中,N-型外延層2位于N+型襯底1的上表面,N-型外延層2兩側(cè)自頂部向下形成P型柱深槽結(jié)構(gòu)3,P型柱深槽結(jié)構(gòu)3的底部浮空,兩側(cè)P型柱深槽結(jié)構(gòu)3之間形成深槽Trench結(jié)構(gòu),深槽Trench結(jié)構(gòu)內(nèi)部引入P型體區(qū)4,P型體區(qū)4與兩側(cè)P型柱深槽結(jié)構(gòu)3分離開,P型體區(qū)4頂部形成N+型源區(qū)5,P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、N-型外延層2和P型柱深槽結(jié)構(gòu)3的上表面設(shè)有柵氧化層6,柵氧化層6上設(shè)有多晶硅柵極7,多晶硅柵極7為兩個(gè),且分別位于柵氧化層6的上表面的兩側(cè),多晶硅柵極7作為MOSFET器件的柵極。
本實(shí)施例的多晶硅柵極7和柵氧化層6的上方設(shè)有源極金屬8,部分源極金屬8向下延伸,經(jīng)過柵氧化層6和N+型源區(qū)5延伸至P型體區(qū)4內(nèi),源極金屬8與P型體區(qū)4和N+型源區(qū)5連接形成MOSFET器件的源極,源極金屬8與兩個(gè)多晶硅柵極7之間由介質(zhì)層9隔離。
本實(shí)施例的N+型襯底1背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極。
本實(shí)施例的的平面柵超結(jié)MOSFET器件采用P型體區(qū)4(Pbody)與P型柱深槽結(jié)構(gòu)3(P-pillar trench)分離的結(jié)構(gòu),P型柱深槽結(jié)構(gòu)3(P-pillar trench)浮空,P型體區(qū)4(Pbody)注入在深槽Trench結(jié)構(gòu)中間,該結(jié)構(gòu)保留了超結(jié)MOSFET器件橫向擴(kuò)散高耐壓的特點(diǎn),又因?yàn)镻型體區(qū)4(Pbody)與P型柱深槽結(jié)構(gòu)3(P-pillar trench)分離,減小了低電壓下的Coss,讓電容曲線變得平緩,改善開關(guān)特性。
應(yīng)當(dāng)理解,以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。由本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。