一種雙溝槽場效應管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙溝槽場效應管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]功率晶體管一般用于控制功率電子器件合理工作，通過功率電子器件為負載提供大功率的輸出。功率晶體管已廣泛用于控制功率輸出，高頻大功率晶體管的應用電子設備的掃描電路中，如彩電，顯示器，示波器，大型游戲機的水平掃描電路，視放電路，發(fā)射機的功率放大器等，亦廣泛地應用到例如對講機，手機的射頻輸出電路，高頻振蕩電路和高速電子開關(guān)電路等電路中。
[0003]一般說來，功率器件通常工作于高電壓、大電流的條件下，普遍具備耐壓高、工作電流大、自身耗散功率大等特點，因此在使用時與一般小功率器件存在一定差別。為了讓開關(guān)器件的功能得到良好的發(fā)揮，功率半導體場效應晶體管需要滿足兩個基本要求:1、當器件處于導通狀態(tài)時，能擁有非常低的導通電阻，最小化器件本身的功率損耗；2、當器件處于關(guān)斷狀態(tài)時，能擁有足夠尚的反向擊穿電壓。
[0004]但是現(xiàn)有技術(shù)中，雙溝槽場效應管的制備方法制備的器件結(jié)構(gòu)如圖1?圖2所示，其中圖1為俯視圖，圖2為圖1沿AA’方向的剖視圖。其制備方法如下步驟:
[0005]I)提供半導體襯底101以及結(jié)合于所述半導體襯底101表面的摻雜層102 ；
[0006]2)于所述摻雜層102內(nèi)制作溝槽柵103 ；
[0007]3)刻蝕所述摻雜層102以分別在與所述溝槽柵103的兩側(cè)形成深溝槽，并在所述深溝槽表面形成氧化層108 ;
[0008]4)于所述深溝槽內(nèi)沉積導電材料110 ；
[0009]5)于所述摻雜層102的表層形成溝道區(qū)106 ；
[0010]6)于所述溝道106區(qū)表層成源區(qū)109 ；
[0011]7)于所述源區(qū)109表面制作隔離層111 ；
[0012]8)刻蝕所述隔離層111以露出所述深溝槽導電材料110并露出欲制備源區(qū)接觸電極的區(qū)域，然后沉積金屬材料以形成深溝槽接觸電極1133和源區(qū)接觸電極1131、1132 ;
[0013]9)減薄所述半導體襯底101，然后淀積金屬材料以形成下電極114。
[0014]從圖1和圖2可以看出，兩行結(jié)構(gòu)中的溝槽柵結(jié)構(gòu)相同，呈對稱分布，且每行溝槽柵的兩側(cè)均設置源區(qū)接觸電極，這就使得源區(qū)面積較小，引起開啟電壓(Vth)不穩(wěn)定，并且由于兩側(cè)均設有源區(qū)接觸電極，導致每一個源區(qū)接觸孔的面積也較小，雪崩特性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種雙溝槽場效應管及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中源區(qū)面積小、源區(qū)接觸孔面積小的問題。
[0016]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種雙溝槽場效應管的制備方法，所述制備方法至少包括場效應管的版圖布局方法，所述版圖布局方法至少包括:提供一場效應管，所述場效應管包含若干行器件結(jié)構(gòu)，一行器件結(jié)構(gòu)中源區(qū)左側(cè)設置為源區(qū)接觸電極、右側(cè)設置為溝槽柵，其相鄰行中的源區(qū)左側(cè)設置為溝槽柵、右側(cè)設置為源區(qū)接觸電極，如此重復交替，形成雙溝槽場效應管的溝槽柵版圖布局結(jié)構(gòu)，其中，每一行的溝槽柵之間互相電連。
[0017]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，每一行中所述溝槽柵和源區(qū)接觸電極之間源區(qū)的寬度不小于0.2 μ??。
[0018]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述源區(qū)接觸電極的寬度范圍為0.3?0.5 μπι。
[0019]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，制備每一行器件結(jié)構(gòu)的步驟包括:
[0020]I)提供半導體襯底以及結(jié)合于所述半導體襯底表面的摻雜層；
[0021]2)于所述摻雜層內(nèi)制作溝槽柵；
[0022]3)刻蝕所述摻雜層以分別在與所述溝槽柵的兩側(cè)形成深溝槽，并在所述深溝槽表面形成氧化層，所述溝槽柵靠近其中一側(cè)的深溝槽；
[0023]4)于所述深溝槽內(nèi)沉積導電材料；
[0024]5)于所述深溝槽之間的摻雜層表層形成溝道區(qū)，并在溝道區(qū)表層形成源區(qū)；
[0025]6)于所述步驟5)獲得的結(jié)構(gòu)表面制作隔離層；
[0026]7)刻蝕所述隔離層以露出所述深溝槽導電材料并露出欲制備一源區(qū)接觸電極的區(qū)域，然后沉積金屬材料以形成深溝槽接觸電極和源區(qū)接觸電極；
[0027]8)減薄所述半導體襯底，然后淀積金屬材料以形成下電極。
[0028]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述源區(qū)接觸電極的其中三個面到溝槽柵的垂直距離相等，且該垂直距離大于所述源區(qū)接觸電極到離溝槽柵較遠的深溝槽接觸電極的垂直距離。
[0029]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟2)包括:首先制作硬掩膜層并刻蝕所述摻雜層以形成淺溝槽，接著采用熱氧化方法或沉積法在所述淺溝槽內(nèi)形成柵氧層，最后在所述淺溝槽內(nèi)沉積柵極材料以形成所述溝槽柵。
[0030]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述柵極材料的厚度為6000?8000埃。
[0031]作為本發(fā)明雙溝槽場效應管的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟3)中氧化層的厚度為3000?6000埃。
[0032]本發(fā)明還提供一種雙溝槽場效應管，所述場效應管包含若干行器件結(jié)構(gòu)，一行器件結(jié)構(gòu)中源區(qū)左側(cè)設置為源區(qū)接觸電極、右側(cè)設置為溝槽柵，其相鄰行中的源區(qū)左側(cè)設置為溝槽柵、右側(cè)設置為源區(qū)接觸電極，如此重復交替，形成雙溝槽場效應管的溝槽柵版圖布局結(jié)構(gòu)，其中，每一行的溝槽柵之間互相電連。
[0033]如上所述，本發(fā)明的雙溝槽場效應管及其制備方法，至少包括場效應管的版圖布局方法，所述版圖布局方法至少包括:提供一場效應管，所述場效應管包含若干行器件結(jié)構(gòu)，一行器件結(jié)構(gòu)中源區(qū)左側(cè)設置為源區(qū)接觸電極、右側(cè)設置為溝槽柵，其相鄰行中的源區(qū)左側(cè)設置為溝槽柵、右側(cè)設置為源區(qū)接觸電極，如此重復交替，形成雙溝槽場效應管的溝槽柵版圖布局結(jié)構(gòu)，其中，每一行的溝槽柵之間互相電連。本發(fā)明的這種布局結(jié)構(gòu)可以獲得相對更寬的源區(qū)面積，有助于避免孔離溝道太近引起的開啟電壓不穩(wěn)定的問題，并且源區(qū)接觸電極的面積也更大，提升器件的雪崩特性，另外，還增加了溝槽密度，進而獲得更低的Rsp0
【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的雙溝槽場效應管的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0035]圖2為圖1沿AA’方向的剖視圖。
[0036]圖3為本發(fā)明雙溝槽場效應管的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0037]圖4為圖3沿BB’方向的剖視圖。
[0038]圖5為圖3沿CC’方向的剖視圖。
[0039]元件標號說明
[0040]101 半導體襯底
[0041]102 摻雜層
[0042]103 溝槽柵
[0043]104 柵氧層
[0044]105 柵極材料
[0045]106 溝道區(qū)
[0046]108氧化層
[0047]109源區(qū)
[0048]110導電材料
[0049]111隔離層
[0050]113上電極
[0051]1131, 1132源區(qū)接觸電極
[0052]1133深溝槽接觸電極
[0053]114下電極
【具體實施方式】
[0054]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0055]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0056]本發(fā)明提供一種雙溝槽場效應管的制備方法，所述制備方法包括場效應管的版圖布局方法，如圖3所示，所述版圖布局方法包括:提供一場效應管，所述場效應管包含若干行器件結(jié)構(gòu)，一行器件結(jié)構(gòu)中源區(qū)109左側(cè)設置為源區(qū)接觸電極1131、右側(cè)設置為溝槽柵1031，其相鄰行中的源區(qū)109左側(cè)設置為溝槽柵1032、右側(cè)設置為源區(qū)接觸電極1132，如此重復交替，形成雙溝槽場效應管的溝槽柵版圖布局結(jié)構(gòu)，其中，每一行的溝槽柵之間互相電連。
[0057]需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中每一行器件結(jié)構(gòu)的溝槽柵的位置及結(jié)構(gòu)都相同，并且溝槽柵距兩側(cè)深溝槽的距離都相等，源區(qū)接觸電極則對稱的設置在溝槽柵的兩側(cè)。而本發(fā)明只在溝槽柵的一側(cè)設置源區(qū)接觸電極，形成非對稱結(jié)構(gòu)，且相鄰行源區(qū)兩側(cè)的溝槽柵和源區(qū)接觸電極位置正好相反。圖3中僅僅示出了其中兩行的結(jié)構(gòu)，依據(jù)本發(fā)明的精神，應該知曉，由這兩行結(jié)構(gòu)上下平移可以獲得整個場效應管的結(jié)構(gòu)，即源區(qū)接觸電極和溝槽柵的位置依次交替呈左右、右左、左右、右左…的結(jié)構(gòu)。
[0058]由于一行中只有一個源區(qū)接觸電極，因此，源區(qū)接觸電極的寬度可以制作的更寬，寬的源區(qū)接觸電極可以提升器件的雪崩特性。作為示例，所述源區(qū)接觸電極1131、1132的寬度為0.3?0.5 μ m。本實施例中，所述源區(qū)接觸電極1131、1132的寬度暫選為0.4 μ m。
[0059]并且由于每一行中少了一個源區(qū)接觸電極，源區(qū)接觸電極和溝