一種雙管芯的Trench MOSFET及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體管領(lǐng)域，尤其涉及一種雙管芯的Trench MOSFET及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的一個(gè)低壓Trench(溝渠式的)M0SFET產(chǎn)品由兩部分組成，中心區(qū)域的Cell區(qū)(原胞區(qū))和四周的Ring區(qū)(耐壓區(qū))，Cell區(qū)主要起電流導(dǎo)通的作用，Ring區(qū)主要是提高產(chǎn)品擊穿電壓的作用，Cell區(qū)是器件導(dǎo)通時(shí)候的電流通路，而cell區(qū)周圍一圈Ring區(qū)域的作用是提高器件的橫向擊穿電壓的作用。
[0003]某些低壓Trench MOSFET產(chǎn)品為了降低封裝成本，通常需要將兩個(gè)Trench MOSFET管封裝在一起，且這兩顆MOSFET是可以單獨(dú)控制的，因此低壓Trench MOSFET在設(shè)計(jì)布局時(shí)，通常就會(huì)將兩顆MOS管并排放置在一起，作為一個(gè)整體，稱之為Dual Die (雙管芯M0SFET)。但是現(xiàn)有的技術(shù)，只是簡(jiǎn)單的將兩個(gè)Trench MOSFET管拼接在一起，作為一個(gè)整體模塊封裝.實(shí)現(xiàn)MOS管獨(dú)立工作，如圖1所示。這種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)布局，優(yōu)點(diǎn)是連接簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是面積沒有最優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種雙管芯的Trench MOSFET及其加工方法，解決現(xiàn)有雙管芯的Trench MOSFET面積大的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種雙管芯的Trench MOSFET，包括N+襯底層，N+襯底層上設(shè)置有N-外延層，N-外延層的中間和兩側(cè)分別設(shè)置有P-body層，P_body層的左右兩側(cè)分別設(shè)置有第一 Trench槽和第二 Trench槽，第一 Trench槽和第二 Trench槽之間為不連續(xù)的P-body層，第一 Trench槽和第二 Trench槽貫穿P-body層，第一 Trench槽和第二 Trench槽內(nèi)設(shè)置有Poly結(jié)構(gòu)，第一 Trench槽左側(cè)的P-body層的上部設(shè)置有第一 Drain區(qū)，第二Trench槽右側(cè)的P-body層的上部設(shè)置有第二 Drain區(qū)，P-body層、第一 Trench槽和第二Trench槽上設(shè)置有介質(zhì)層，介質(zhì)層上左右兩側(cè)分別設(shè)置有第一Metal層和第二Metal層，第一Metal層穿過介質(zhì)層與第一 Drain區(qū)連接，第二 Metal層穿過介質(zhì)層與第二 Drain區(qū)連接。
[0006]進(jìn)一步地，第一 Trench槽的數(shù)量為多個(gè)，第二 Trench槽的數(shù)量為多個(gè)。
[0007]以及本發(fā)明還提供一種雙管芯的Trench MOSFET的加工方法，包括如下步驟:
[0008]在N+襯底層上的N-外延層的左右兩側(cè)分別蝕刻出第一 Trench槽和第二 Trench槽；
[0009]生產(chǎn)柵氧，沉積Poly結(jié)構(gòu)到第一 Trench槽和第二 Trench槽內(nèi)；
[0010]在N-外延層的中間和兩側(cè)除第一 Trench槽和第二 Trench槽外的區(qū)域進(jìn)行B+元素注入，形成P-body層；
[0011]在第一 Trench槽左側(cè)的P_body層和第二 Trench槽右側(cè)的P-body層進(jìn)行N+注入，形成分別在左右側(cè)的第一 Drain區(qū)和第二 Drain區(qū)；
[0012]在P-body層上沉積介質(zhì)，孔刻蝕，以及Metal沉積并部分刻蝕，形成與第一 Drain區(qū)連接的第一 Metal層和與第二 Drain區(qū)連接的第二 Metal層。
[0013]進(jìn)一步地，步驟“沉積Poly結(jié)構(gòu)到第一 Trench槽和第二 Trench槽內(nèi)”還包括如下步驟:
[0014]刻蝕N-外延層表面的Poly，僅在第一 Trench槽和第二 Trench槽內(nèi)留下Poly結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步地，步驟“生產(chǎn)柵氧”包括生產(chǎn)厚度在500-800A的柵氧，A為埃，10的負(fù)十次方米。
[0016]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):將兩個(gè)MOSFET各自獨(dú)立的Ring結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)MOSFET相連處，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，將兩個(gè)獨(dú)立的Ring結(jié)構(gòu)合并為一個(gè)Ring結(jié)構(gòu)，在不影響產(chǎn)品性能的前提下，達(dá)到減少單顆MOS的面積，增加單片有效管芯數(shù)，降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有雙管芯的Trench MOSFET的表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的Trench MOSFET的縱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明雙管芯的Trench MOSFET的表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的Trench MOSFET的第一加工過程縱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的Trench MOSFET的第二加工過程縱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明的Trench MOSFET的第三加工過程縱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0024]請(qǐng)參閱圖2到圖6，本發(fā)明提供一種雙管芯的Trench M0SFET，其中MOSFET為金屬_氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor, M0SFET)。包括N+襯底層I，N+襯底層I上設(shè)置有N-外延層2，N-外延層的中間和兩側(cè)分別設(shè)置有P-body層7。P-body層可以有可以由P_body層N-外延層通過B+注入形成。P-body層7的左右兩側(cè)分別設(shè)置有第一 Trench槽3和第二 Trench槽4，第一 Trench槽和第二 Trench槽之間為不連續(xù)的P-body層，即中間的P_body層與兩側(cè)的P-body層中間具有N-外延層的部分。第一 Trench槽和第二 Trench槽貫穿P_body層，第一 Trench槽和第二 Trench槽內(nèi)設(shè)置有Poly (多晶硅材料)結(jié)構(gòu)，包括左側(cè)的Poly結(jié)構(gòu)5和右側(cè)的Poly結(jié)構(gòu)6。第一 Trench槽左側(cè)的P-body層的上部設(shè)置有第一 Drain區(qū)8，Drain區(qū)可以在P-body層上進(jìn)行N+注入后得到。第二 Trench槽右側(cè)的P-body層的上部設(shè)置有第二 Drain區(qū)9，P-body層、第一 Trench槽和第二 Trench槽上設(shè)置有介質(zhì)層10，介質(zhì)層上左右兩側(cè)分別設(shè)置有第一 Metal層11和第二 Metal層12，第一 Metal層穿過介質(zhì)層與第一 Drain區(qū)連接，第二 Metal層穿過介質(zhì)層與第二 Drain區(qū)連接。
[0025]本發(fā)明的雙管芯的Trench MOSFET在第一 Metal層11和第二 Metal層12減少了 Metal塊，使得Trench MOSFET的左右兩側(cè)更加靠近，面積更小，而不影響性能，降低了成本。從表面結(jié)構(gòu)上看，本發(fā)明的Trench MOSFET形成了如圖3的結(jié)構(gòu)，將兩個(gè)MOSFET各自獨(dú)立的Ring結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使得兩個(gè)Ring區(qū)共用一個(gè)Ring結(jié)構(gòu)，從而使得兩個(gè)Ring區(qū)更加靠近，雙管芯的Trench MOSFET的面積更小。
[0026]本發(fā)明并不限定第一 Trench槽和第二 Trench槽，優(yōu)選的，第一 Trench槽的數(shù)量為多個(gè)，第二 Trench槽的數(shù)量為