专利名称：沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法和功率转换系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种功率晶体管，尤其涉及一种单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶 体管(Metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，简禾尔 MOSFET)。
背景技术：
在过去的几十年间，在应用领域中，半导体器件，如功率金属氧化物半导体场效应 晶体管(Metal oxide semiconductorf ield effect transistor，简称 MO SFET)逐渐成为 热门。功率MOSFET通常包括多晶硅层，例如可将多晶硅层用做功率MOSFET的栅极。功率MOSFET 有两种结构，例如，竖向扩散 MOSFET (vertical diffused M0SFET，简 称VDM0SFET)和沟槽MOSFET。VDM0SFET因平面技术的开发开始于20世纪70年代中期。 到20世纪80年代后期，采用了动态随机存取存储器(dynamic random access memory, 简称DRAM)沟槽技术的沟槽MOSFET开始渗透功率MOSFET市场，这种沟槽MOSFET改善了 功率MOSFET的漏极和源极之间的特定导通阻抗(the specif icon-resistance between a drain terminal and a source terminal，简称 RDS0N)。然而，与 VDM0SFET 相比，沟槽 MOSFET中的栅极电荷限制了高速(或dv/dt)应用。为了有利于多晶栅阻抗和电容，RDSON 和栅极电荷之间需达到平衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种单元沟槽金属M0SFET，所述单元沟槽 MOSFET的栅导通层中有过半的多晶硅转化为硅化钛，从而改善单元沟槽MOSFET的栅传导率。为解决上述技术问题，本发明提供了一种单元沟槽MOSFET的制造方法。该单元沟 槽MOSFET的制造方法包括在第一外延层上积淀第一光刻胶以勾勒沟槽区；在第一栅导通 层上积淀第二光刻胶以勾勒台面区，其中，所述第二光刻胶的边缘与所述第一光刻胶的边 缘对齐；蚀刻台面区的第一栅导通层以形成具有凸起的第二栅导通层；以及结晶式地钛化 第二栅导通层以形成钛栅导通层。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，所述单元沟 槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括蚀刻所述沟槽区的部分第一外延层 以形成第二外延层；以及在形成第二外延层之后去除所述第一光刻胶。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，所述单元沟 槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在所述第二外延层周围形成氧化 层；在积淀所述第二光刻胶之前，在所述氧化层上形成所述第一栅导通层；以及在形成所 述第二栅导通层之后去除所述第二光刻胶。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，所述单元沟 槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在形成所述第二栅导通层之后，在所述第二外延层的上部中形成多个P阱；以及在钛化所述第二栅导通层之前，在所述P阱上 分别形成多个N型深掺杂层，所述N型深掺杂层构成所述单元沟槽金属氧化物半导体场效 应晶体管的源极。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，所述单元沟 槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在所述钛栅导通层的侧面形成多个 间隙壁；在所述钛栅导通层上面和所述间隙壁周围形成四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以 及形成分别与所述N型深掺杂层相邻的多个P型深掺杂层。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，从所述凸起 的顶部和侧面同时结晶式地钛化所述凸起，从剩余的所述第二栅导通层的顶部向下结晶式 地钛化剩余的所述第二栅导通层。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，结晶式地钛 化过半的所述第二栅导通层。本发明还提供了一种单元沟槽M0SFET。该单元沟槽MOSFET包括外延层；在外延 层上和在外延层中形成的沟槽内的氧化层；以及填入沟槽且形成溢出沟槽的凸起的钛栅导 通层；其中，有过半的钛栅导通层包括钛栅导通材料。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，积淀第一光刻胶以形成 所述沟槽，然后去除所述第一光刻胶。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，所述凸起从所述凸起的 顶部和侧面同时被结晶式地钛化，剩余的所述钛栅导通层从剩余的所述钛栅导通层的顶部 向下被结晶式地钛化。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，所述单元沟槽金属氧化 物半导体场效应晶体管还包括在所述外延层上的多个P阱；以及分别在所述P阱上的多 个N型深掺杂层，所述N型深掺杂层构成所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的 源极。本发明所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，所述单元沟槽金属氧化 物半导体场效应晶体管还包括在所述钛栅导通层侧面的多个间隙壁；在所述钛栅导通层 上面和所述间隙壁周围的四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以及分别与所述N型深掺杂层相 邻的多个P型深掺杂层。本发明还提供了一种功率转换系统。该功率转换系统包括至少一个开关。该开关 包括沟槽MOSFET,该沟槽MOSFET包括多个单元沟槽M0SFET，其中，每个单元沟槽MOSFET包 括外延层；在该外延层上且覆盖该外延层中形成的沟槽的底部和侧面的氧化层；以及具有 凸起的钛栅导通层，该钛栅导通层填入该沟槽；其中，有过半的钛栅导通层包括钛栅导通材 料。本发明所述的功率转换系统，积淀第一光刻胶以形成所述沟槽，然后去除所述第 一光刻胶。本发明所述的功率转换系统，所述凸起从所述凸起的顶部和侧面同时被结晶式地 钛化，剩余的所述钛栅导通层从剩余的所述钛栅导通层的顶部向下被结晶式地钛化。本发明所述的功率转换系统，所述每个单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管 还包括在所述外延层上的多个P阱；以及分别在所述P阱上的多个N型深掺杂层，所述N型深掺杂层构成所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的源极。本发明所述的功率转换系统，所述每个单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管 还包括在所述钛栅导通层侧面的多个间隙壁；在所述钛栅导通层上面和所述间隙壁周围 的四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以及分别与所述N型深掺杂层相邻的多个P型深掺杂层。与现有技术相比，由于栅导通层中有过半的多晶硅转化为硅化钛，从而降低了单 元沟槽MOSFET的多晶栅的阻抗，进而改善了单元沟槽MOSFET的栅传导率。
图1至图8所示为根据本发明的一个实施例的单元沟槽MOSFET的制造程序的截 面图；图9所示为根据本发明的一个实施例的沟槽MOSFET的结构的截面图；图10所示为根据本发明的一个实施例的功率转换系统的框图；以及图11所示为根据本发明的一个实施例的单元沟槽MOSFET的制造方法的流程图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的 特性和优点更为明显。以下将对本发明的实施例给出详细的说明。虽然本发明将结合实施例进行阐述， 但应理解为这并非意指将本发明限定于这些实施例。相反，本发明意在涵盖由权利要求书 所界定的本发明精神和范围内所定义的各种可选项、可修改项和等同项。
具体实施方式
中部分由计算机内存的程序、逻辑块、处理和其它操作符号表示。这 些阐述和表示应理解为更有效地为本领域技术人员所理解的数据处理的术语。在本发明 中，程序、逻辑块、过程等旨在产生理想结果而形成的步骤或指令的自适应次序。这些步骤 需要物理数量的物理处理。通常，虽然未必需要这些数量，这些数量形成计算机系统中可以 存储、传送、合并、比较和其它处理模式的电子信号或电磁信号。然而，应该理解为所有这些相类的术语对应相应的物理数量，且为这些数量的简 易标记。除非特别说明，否则如下列描述，本发明中使用如“涂”、“积淀”、“蚀刻”、“加工”、 “硅化”、“注入”、“金属化”、“钛化”等术语的描述意为计算机系统或与其类似的电子计算装 置的动作和过程。该计算机系统或与其类似的电子计算装置对如计算机系统寄存器和内存 中的物理(电子)数量的数据进行操作，使其转换成计算机系统内存或寄存器或其它类似 的信息存储、转换或显示装置中的其它类似于物理数量的数据。此外，在以下对本发明的详细描述中，为了提供针对本发明的完全的理解，阐明了 大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。 在另外的一些实施例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸 显本发明的主旨。在一个实施例中，本发明公开了一种单元沟槽MOSFET的制造方法。在第一外延层 上积淀第一光刻胶以勾勒沟槽区。然后，在第一栅导通层上积淀第二光刻胶以勾勒台面区， 其中，台面区的边缘与沟槽区的边缘对齐。蚀刻台面区的部分第一栅导通层以形成具有凸 起的第二栅导通层。积淀钛(Titanium，简称Ti)，然后蚀刻台面区的钛。由此，同时从凸起的顶部和侧面结晶式地钛化凸起，从剩余第二栅导通层的顶部向下结晶式地钛化剩余第 二栅导通层。有利的是，第二栅导通层(包括凸起)中过半的栅导通材料转化成钛栅导通 材料，而在传统凹蚀刻技术中，只转化约10%的栅导通材料。由此，本发明降低了单元沟槽 MOSFET的阻抗，且改善了单元沟槽MOSFET的栅传导性。此外，本发明还形成间隙壁，以保护 钛栅导通层的拐角处，使得栅导通结构更适于机械应用。图1至图8所示为根据本发明的一个实施例的单元沟槽MOSFET的制造程序的截 面图。图1至图8中单元沟槽MOSFET的制造程序用于说明性的目的，而不限于这些特定的 制造程序。在图1中，进行外延积淀以形成外延层。例如，进行N型外延积淀以形成晶片的半 导体衬底(例如，N型深掺杂衬底，图1中未示出)上的N型外延层110。随后，积淀第一光 刻胶以形成N型外延层110上的光刻胶层120A和120B。光刻胶层120A和120B覆盖N型 外延层110，作为掩膜以勾勒单元沟槽MOSFET的沟槽，例如，单元沟槽MOSFET的沟槽的位置。在图2中，采用平版印刷术蚀刻沟槽区的部分N型外延层110，以勾勒沟槽区。换 句话说，通过图1所示的开口 130去除沟槽区的硅，从而形成有效沟槽。由此，形成N型外 延层201。从晶片表面去除第一光刻胶，然后氧化沟槽。由此，在N型外延层201周围形成 栅氧化层203。栅氧化层203环绕沟槽，即栅氧化层203覆盖沟槽的表面(侧面和底部)。 积淀栅导通材料并掺杂三氯氧磷(P0C13)，在栅氧化层203上形成栅导通层205。更具体地 说，部分栅导通层205填入沟槽，且栅导通层205以预定的厚度覆盖栅氧化层203。栅导通 材料可以是多晶硅、钨、锗、氮化镓(GaN)或碳化硅(SiC)。在图3中，在栅导通层205上积淀第二光刻胶，以勾勒单元沟槽MOSFET的台面区。 第二光刻胶的边缘与第一光刻胶的边缘对齐。因此，在栅导通层205上形成光刻胶层310。 光刻胶层310的边缘与光刻胶层120A和120B的边缘对齐。在图4中，蚀刻如图3所示的台面区的部分栅导通层205，以形成具有凸起407的 栅导通层405。在一个实施例中，凸起407为矩形凸起。凸起407具有预定的厚度，剩余栅 导通层405填入单元沟槽MOSFET的沟槽。在形成栅导通层405之后，去除第二光刻胶。随后，在图5中，在N型外延层201中注入用于通道体的P型掺杂物，并进一步注 入适当深度，以形成P阱510A和510B。换句话说，在形成栅导通层405之后，在N型外延层 201中注入P型掺杂物，从而，在N型外延层530的上部形成P阱510A和510B。随后，注入 用于通道体的N型掺杂物，并注入适当深度，从而，在沟槽的体区分别形成N+型层，如N+型 层520A和520B。N+型层520A和520B分别在P阱510A和5IOB上。在形成N+层520A和N+层520B之后，在图6中，结晶式地钛化栅导通层405，以形 成钛栅导通层605。同时从凸起407的顶部和侧面结晶式地钛化凸起407，以形成钛化凸起 607。从剩余栅导通层405的顶部向下结晶式地钛化剩余栅导通层405。例如，采用快速热 退火(rapid thermal anneal，简称RTA)或溶炉技术喷钛膜和退火，从而在钛栅导通层605 中形成硅化钛。更具体地说，同时从凸起407的顶部和侧面结晶式地喷钛膜。然后，向剩余 的栅导通层405不断地向下喷钛膜。随后，进行退火。采用过氧化湿蚀刻技术蚀刻台面区 的钛，且钛栅导通材料保留在如图6所示的包括钛化凸起607的钛栅导通层605的上部。有利的是，与传统的凹蚀刻技术相比，由于在如图3所示的栅导通层205上积淀第二光刻胶，如图4所示的栅导通层405中包括更多的栅导通材料。与传统的向下钛化相比， 如图5所示的栅导通层405中更多的栅导通材料转化成钛栅导通材料。例如，如图5所示的 包括凸起407的栅导通层405中约过半的栅导通材料转化成钛栅导通材料。有利的是，与 传统的凹蚀刻技术相比，如图6所示的钛栅导通层605中包括更多的钛栅导通材料，钛栅导 通层605构成单元沟槽MOSFET的栅极。由于结晶式地钛化多晶栅极的栅导通材料，因此， 降低了单元沟槽MOSFET的栅导通材料的阻抗。在一个实施例中，单元沟槽MOSFET的栅极 的阻抗约为每平方0. 13欧姆(Ohm/SQ)。换句话说，单元沟槽MOSFET的阻抗约为0. 130hm/ SQ。有利的是，由于栅导通结构中包括更多的钛栅导通材料，从而改善了单元沟槽MOSFET 的栅传导率。此外，如图6所示在钛栅导通层605侧面形成间隙壁，例如低温氧化(low temperature oxide，简称LT0)间隙壁601A和601B，在连续地注入步骤中保护钛栅导通层 605的拐角处不受损坏。另外，LTO间隙壁601A和601B使栅导通结构更适于机械应用。在图7中，积淀四乙正硅酸盐(tetraethylorthosilicate，简称TE0S)和硼磷硅玻 璃(borophosphosilicate glass,简称BPSG)层，从而在钛栅导通层605上和间隙壁601A 和60IB周围形成TEOS和BPSG层701。随后，注入P型掺杂物，并进一步注入适当深度，从 而，形成分别与N+层520A和520B相邻的P型深掺杂(P+)层720A和720B。随后，退火并 回流P+层720A和720B。N+层520A和520B构成单元沟槽MOSFET的源极。P+层720A和 720B形成体二极管触点。因此，蚀刻触点。在图8中，进行金属化，以隔离栅极和源极的金属接触。金属层801金属化整个单兀。图9所示为根据本发明的一个实施例的沟槽MOSFET 900的结构的截面图。采用 图1至图8中所述的过程和步骤制造沟槽MOSFET 900。在一个实施例中，沟槽MOSFET 900 包括多个单元，例如，采用图1至图8所示的过程和步骤制造的单元沟槽M0SFET。在一个实施例中，每个单元沟槽MOSFET包括N+衬底9001。在N+衬底9001上形 成N型外延层9530。部分具有钛化凸起9607的钛栅导通层9605填入由栅氧化层9203环 绕的单元沟槽MOSFET的沟槽中。如前所述，钛栅导通层9605包括钛化区和非钛化区，在一 个实施例中，有大约过半的钛栅导通层9605(包括钛化凸起9607)钛化，而剩余的钛栅导通 层9605未钛化。有利的是，由于图3中积淀的第二光刻胶，钛栅导通层9605包括更多的钛 栅导通材料。在一个实施例中，降低了沟槽MOSFET 900中钛栅导通层9605的阻抗。换句话 说,沟槽MOSFET 900的阻抗可从0. 500hm/SQ降至0. 130hm/SQ。由此，改善了沟槽MOSFET 的栅传导率。间隙壁(例如，LTO间隙壁9601A和9601B)可平滑钛栅导通层9605的表面。钛 栅导通层9605构成沟槽MOSFET 900的栅极。在N型外延层9530上形成沟槽体(例如，P阱9510)。在P阱9510中形成P+层 9720和N+层9520A和9520B。在一个实施例中，作为体二极管触点的P+层9720位于N+ 层9520A和9520B之间。N+层9520A和9520B构成沟槽MOSFET 900的源极。底层(例如， N+衬底9001)构成沟槽MOSFET 900的漏极。在一个实施例中，在TEOS和BPSG层9710上形成金属层9801。TEOS和BPSG层 9710隔离栅极和源极的金属接触。
图10所示为根据本发明的一个实施例的功率转换系统1000的框图。在一个实施 例中，功率转换系统1000将输入电压转换成输出电压。功率转换系统1000可以是直流至 直流(DC-DC)转换器、交流至直流(AC-DC)转换器或直流至交流(DC-AC)转换器。功率转 换系统1000包括一个或多个开关1010。在一个实施例中，开关1010可以是但并不限于图1至图8所示的过程和步骤制造 的沟槽MOSFET (例如，图9中沟槽MOSFET 900)。开关1010可用作功率转换系统1000中的 高侧开关或低侧开关。由于降低了沟槽MOSFET的多晶阻抗，开关1010的栅极阻抗相对较 低。有利的是，开关1010可相对更快地开或关，从而提高了功率转换系统1000的效率。图11所示为根据本发明的一个实施例中的单元沟槽MOSFET的制造方法的流程图 1100。流程图1100将结合图1至图8进行描述。在步骤1110中，在第一外延层上积淀第一光刻胶，以勾勒沟槽区。在步骤1120中， 在栅导通层205上积淀第二光刻胶，以勾勒台面区，其中，第二光刻胶的边缘与第一光刻胶 的边缘对齐。在步骤1130中，蚀刻台面区的部分栅导通层205，以形成具有凸起407的栅导 通层405。在步骤1140中，结晶式地钛化栅导通层405，以形成钛栅导通层605。因此，在外延层(例如，N型外延层110)上积淀第一光刻胶，以勾勒沟槽区。蚀刻 沟槽区的部分N型外延层110，以形成N型外延层201，随后，去除第一光刻胶。在N型外延 层201周围形成栅氧化层203之后，在沟槽区积淀栅导通材料，并掺杂POCl3,从而在栅氧化 层203上形成栅导通层205。在栅导通层205上积淀第二光刻胶，以勾勒台面区，其中，第二 光刻胶的边缘与第一光刻胶的边缘对齐。随后，蚀刻台面区的部分栅导通层205，以形成具 有凸起的栅导通层405，然后去除第二光刻胶。随后，在形成作为沟槽体的P阱(例如，P阱 510A和510B)之后，在P阱520A和520B上形成作为单元沟槽MOSFET的源极的N+层520A 和520B。在P阱510A和510B上分别形成作为体二极管触点的P+层720A和720B。积淀钛膜，以形成在钛栅导通层605中的钛栅导通材料。蚀刻台面区的钛，并保留 钛栅导通层605中的钛栅导通材料。有利的是，积淀第二光刻胶，以勾勒覆在栅导通层205 上的台面区，用于栅导通结构。因此，钛栅导通层605中更多的栅导通材料转换成钛栅导通 材料。由此，单元沟槽MOSFET的阻抗可从约0. 500hm/SQ降至约0. 130hm/SQ,以改善单元沟 槽MOSFET的栅传导率。形成间隙壁以保护钛栅导通层605的拐角处，且使栅导通结构更适 于机械应用。随后，进行触点蚀刻和金属化步骤。上文具体实施方式
和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书 所界定的本发明精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员 应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下 在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例 仅用于说明而非限制，本发明的范围由权利要求书及其合法等同物界定，而不限于此前的 描述。
权利要求
1.一种单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特征在于，所述单元 沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法包括在第一外延层上积淀第一光刻胶以勾勒沟槽区；在第一栅导通层上积淀第二光刻胶以勾勒台面区，其中，所述第二光刻胶的边缘与所 述第一光刻胶的边缘对齐；蚀刻所述台面区的所述第一栅导通层以形成具有凸起的第二栅导通层；以及 结晶式地钛化所述第二栅导通层以形成钛栅导通层。
2.根据权利要求1所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括蚀刻所述沟槽区的部分第一外延层以形成第二外延层；以及 在形成第二外延层之后去除所述第一光刻胶。
3.根据权利要求2所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在所述第二外延层周围形成氧化层；在积淀所述第二光刻胶之前，在所述氧化层上形成所述第一栅导通层；以及 在形成所述第二栅导通层之后去除所述第二光刻胶。
4.根据权利要求2所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在形成所述第二栅导通层之后，在所述第二外延层的上部中形成多个P阱；以及 在钛化所述第二栅导通层之前，在所述P阱上分别形成多个N型深掺杂层，所述N型深 掺杂层构成所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的源极。
5.根据权利要求4所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，所述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法还包括在所述钛栅导通层的侧面形成多个间隙壁；在所述钛栅导通层上面和所述间隙壁周围形成四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以及 形成分别与所述N型深掺杂层相邻的多个P型深掺杂层。
6.根据权利要求1所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，从所述凸起的顶部和侧面同时结晶式地钛化所述凸起，从剩余的所述第二栅导通 层的顶部向下结晶式地钛化剩余的所述第二栅导通层。
7.根据权利要求1所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管的制造方法，其特 征在于，结晶式地钛化过半的所述第二栅导通层。
8.—种单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所述单元沟槽金属氧 化物半导体场效应晶体管包括外延层；在所述外延层上和在所述外延层中形成的沟槽内的氧化层；以及 填入所述沟槽且形成溢出所述沟槽的凸起的钛栅导通层，其中，有过半的所述钛栅导 通层包括钛栅导通材料。
9.根据权利要求8所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，积 淀第一光刻胶以形成所述沟槽，然后去除所述第一光刻胶。
10.根据权利要求8所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所 述凸起从所述凸起的顶部和侧面同时被结晶式地钛化，剩余的所述钛栅导通层从剩余的所 述钛栅导通层的顶部向下被结晶式地钛化。
11.根据权利要求8所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所 述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管还包括在所述外延层上的多个P阱；以及分别在所述P阱上的多个N型深掺杂层，所述N型深掺杂层构成所述单元沟槽金属氧 化物半导体场效应晶体管的源极。
12.根据权利要求8所述的单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，其特征在于，所 述单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管还包括在所述钛栅导通层侧面的多个间隙壁；在所述钛栅导通层上面和所述间隙壁周围的四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以及分别与所述N型深掺杂层相邻的多个P型深掺杂层。
13.一种功率转换系统，其特征在于，所述功率转换系统包括至少一个开关，所述开关包括沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，所述沟槽金属氧 化物半导体场效应晶体管包括多个单元沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管，每个单元沟 槽金属氧化物半导体场效应晶体管包括外延层；在所述外延层上且覆盖所述外延层中形成的沟槽的底部和侧面的氧化层；以及具有凸起的钛栅导通层，所述钛栅导通层填入所述沟槽，其中，有过半的钛栅导通层包 括钛栅导通材料。
14.根据权利要求13所述的功率转换系统，其特征在于，积淀第一光刻胶以形成所述 沟槽，然后去除所述第一光刻胶。
15.根据权利要求13所述的功率转换系统，其特征在于，所述凸起从所述凸起的顶部 和侧面同时被结晶式地钛化，剩余的所述钛栅导通层从剩余的所述钛栅导通层的顶部向下 被结晶式地钛化。
16.根据权利要求13所述的功率转换系统，其特征在于，所述每个单元沟槽金属氧化 物半导体场效应晶体管还包括在所述外延层上的多个P阱；以及分别在所述P阱上的多个N型深掺杂层，所述N型深掺杂层构成所述单元沟槽金属氧 化物半导体场效应晶体管的源极。
17.根据权利要求16所述的功率转换系统，其特征在于，所述每个单元沟槽金属氧化 物半导体场效应晶体管还包括在所述钛栅导通层侧面的多个间隙壁；在所述钛栅导通层上面和所述间隙壁周围的四乙正硅酸盐和硼磷硅玻璃层；以及分别与所述N型深掺杂层相邻的多个P型深掺杂层。
全文摘要
本发明公开了一种沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法和功率转换系统，其中沟槽MOSFET的制造方法包括在第一外延层上积淀第一光刻胶以勾勒沟槽区；在第一栅导通层在积淀第二光刻胶以勾勒台面区，其中，所述第二光刻胶的边缘与所述第一光刻胶的边缘对齐；蚀刻台面区的部分第一栅导通层以形成具有凸起的第二栅导通层；以及结晶式地钛化第二栅导通层以形成钛栅导通层。在本发明的单元沟槽MOSFET的制造方法中，结晶式地钛化第二栅导通层中过半的多晶硅，从而改善了单元沟槽MOSFET的栅传导率，并形成间隙壁以保护钛栅导通层的拐角处，使得栅导通结构更适于机械应用。
文档编号H01L21/28GK102082097SQ20101053682
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月8日 优先权日2009年11月9日
发明者拉兹洛·利普赛依, 汉密尔顿·卢 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司