一种场效应管的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种场效应管。

技术背景

近年来，随着微电子技术的迅猛发展，以及汽车电子、航空航天、工业控制、电力运输等相关领域的迫切需求，发展新型大功率半导体器件越来越多的受到人们关注。垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS)因具有开关损耗小、输入阻抗高、驱动功率小、频率特性好、跨导高度线性等优点，被越来越广泛地应用在模拟电路和驱动电路中，尤其是高压功率部分。

现有的VDMOS结构包括：半导体衬底；形成在半导体衬底正面的漂移区；依次形成在漂移区表面上的栅绝缘层和多晶硅栅极；依次形成在漂移区表面的体区和位于体区内的源区，体区和源区位于多晶硅栅极的两侧；形成在源区表面的源极金属层；形成在半导体衬底背面的漏极金属层。由于栅绝缘层两侧分别为导电的多晶硅栅极和漂移区，因此会形成栅漏寄生电容，影响场效应管开关性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种场效应管，有效减小栅漏寄生电容，提高开关速度。

为实现上述目的，本发明采用以下通过调整多晶硅栅极和漂移区间距，减小栅漏寄生电容的技术方案：

一种场效应管，包括半导体衬底；形成在半导体衬底正面的漂移区；依次形成在漂移区表面上的栅绝缘层和多晶硅栅极；依次形成在漂移区表面内的体区和位于体区内的源区，体区和源区位于多晶硅栅极的两侧；形成在源区表面的源极金属层；形成在半导体衬底背面的漏极金属层，所述体区包括第一体区与第二体区两部分，第一体区多数载流子浓度大于第二体区多数载流子浓度，所述栅绝缘层与所述第二体区接触，所述栅绝缘层与漂移区之间形成绝缘介质区，所述绝缘介质区两侧与所述第二体区接触，所述绝缘介质区厚度不小于所述第二体区厚度。

优选的，所述绝缘介质区的介电常数小于栅绝缘层。

优选的，所述绝缘介质区厚度等于所述第二体区厚度。

可选的，所述绝缘介质区材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可选的，所述半导体衬底和漂移区为n型半导体，体区为p型半导体，源区为n型半导体。

可选的，所述半导体衬底为硅衬底。

可选的，所述绝缘介质区通过在漂移区上表面氧离子注入形成。

可选的，所述绝缘介质区通过刻蚀漂移区上表面后化学气相沉积形成。

另一种场效应管，包括半导体衬底；形成在半导体衬底正面的漂移区；依次形成在漂移区表面上的栅绝缘层和多晶硅栅极；依次形成在漂移区表面内的体区和位于体区内的源区，体区和源区位于多晶硅栅极的两侧；形成在源区表面的源极金属层；形成在半导体衬底背面的漏极金属层，所述栅绝缘层与多晶硅栅极之间形成绝缘介质区，所述绝缘介质区形成在栅绝缘层中部上，与栅绝缘层下的漂移区相对，所述多晶硅栅极形状呈向下的凹型。

另一种场效应管，包括半导体衬底；形成在半导体衬底正面的漂移区；依次形成在漂移区表面上的栅绝缘层和多晶硅栅极；依次形成在漂移区表面内的体区和位于体区内的源区，体区和源区位于多晶硅栅极的两侧；形成在源区表面的源极金属层；形成在半导体衬底背面的漏极金属层，所述栅绝缘层与漂移区之间形成绝缘介质区，所述绝缘介质区与体区不接触。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明一种场效应管，栅绝缘层与漂移区之间形成绝缘介质区，增加了多晶硅栅极和漂移区之间的距离，有效减小栅漏寄生电容。体区包括第一体区与第二体区两部分，第一体区多数载流子浓度大于第二体区多数载流子浓度，所述栅绝缘层与所述第二体区接触，所述绝缘介质区两侧与所述第二体区接触，场效应管导通时，第二体区多数载流子浓度小于第一体区，可快速感应出反型层，引导第一体区感应出导电沟道，场效应管截止时由于第二体区与绝缘介质区接触，可减小漏电流，增加击穿电压。

另一种场效应管，所述栅绝缘层与多晶硅栅极之间形成绝缘介质区，所述绝缘介质区形成在栅绝缘层中部上，与栅绝缘层下的漂移区相对，所述多晶硅栅极形状呈向下的凹型，增加了多晶硅栅极和漂移区之间的距离，有效减小栅漏寄生电容。

另一种场效应管，所述栅绝缘层与漂移区之间形成绝缘介质区，所述绝缘介质区与体区不接触，增加了多晶硅栅极和部分漂移区之间的距离，有效减小栅漏寄生电容。

附图说明

图1为本发明第一实施例的场效应管剖面结构示意图；

图2为本发明第二实施例的场效应管剖面结构示意图；

图3为本发明第三实施例的场效应管剖面结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图以及实施例对本发明作进一步介绍，实施例仅限于解释本发明，并不对本发明构成任何限定。

第一实施例

如图1所示，本实施例场效应管，包括半导体衬底10；形成在半导体衬底正面的漂移区20；依次形成在漂移区20表面上的栅绝缘层30和多晶硅栅极40；依次形成在漂移区20表面内的体区50和位于体区50内的源区60，体区50和源区60位于多晶硅栅极40的两侧；形成在源区60表面的源极金属层70；形成在半导体衬底10背面的漏极金属层80，所述体区50包括第一体区51与第二体区52两部分，第一体区51多数载流子浓度大于第二体区52多数载流子浓度，所述栅绝缘层30与所述第二体区52接触，所述栅绝缘层30与漂移区20之间形成绝缘介质区90，所述绝缘介质区90两侧与所述第二体区52接触，所述绝缘介质区90厚度不小于所述第二体区52厚度。

本实施例所述衬底10为高掺杂浓度的n型硅衬底，漂移区20为低掺杂浓度的n型硅外延层。

本实施例绝缘介质区90形成在栅绝缘层30与漂移区20之间，增加了多晶硅栅极40与漂移区20之间的距离，可有效减小栅漏寄生电容，提高开关速度，绝缘介质区90材料可为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，优选的，所述绝缘介质区90的介电常数小于栅绝缘层30，进一步减小寄生电容值。绝缘介质区90可有多种不同的形成方式，可通过在漂移区20上表面氧离子注入形成或通过刻蚀漂移区20上表面后化学气相沉积形成。本实施例所述绝缘介质区厚度等于所述第二体区厚度。

本实施例漂移区20表面掺杂p型杂质元素，如硼，形成第一体区51，在第一体区51内重掺杂n型杂质元素，如磷或砷，形成源区60，在第一体区51靠近栅绝缘层90一侧轻掺杂n型杂质元素，如磷或砷，形成第二体区52，第二体区52空穴浓度低于第一体区51空穴浓度，场效应管导通时，第二体区52多数载流子浓度小于第一体区，可快速感应出反型层，引导第一体区51感应出导电沟道，场效应管截止时由于第二体区52与绝缘介质区接触，可减小漏电流，增加击穿电压。

第二实施例

如图2所示，本实施例场效应管，包括半导体衬底10；形成在半导体衬底正面的漂移区20；依次形成在漂移区20表面上的栅绝缘层30和多晶硅栅极40；依次形成在漂移区20表面内的体区50和位于体区50内的源区60，体区50和源区60位于多晶硅栅极40的两侧；形成在源区60表面的源极金属层70；形成在半导体衬底10背面的漏极金属层80，所述栅绝缘层30与多晶硅栅极40之间形成绝缘介质区90，所述绝缘介质区90形成在栅绝缘层30中部上，与栅绝缘层30下的漂移区20相对，所述多晶硅栅极40形状呈向下的凹型，多晶硅栅极和漂移区之间的距离增加，有效减小栅漏寄生电容，绝缘介质区90以及栅绝缘层30材料可为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，优选的，所述绝缘介质区90的介电常数小于栅绝缘层30，进一步减小寄生电容值。

第三实施例

如图3所示，本实施例场效应管，包括半导体衬底10；形成在半导体衬底正面的漂移区20；依次形成在漂移区20表面上的栅绝缘层30和多晶硅栅极40；依次形成在漂移区20表面内的体区50和位于体区50内的源区60，体区50和源区60位于多晶硅栅极40的两侧；形成在源区60表面的源极金属层70；形成在半导体衬底10背面的漏极金属层80，所述栅绝缘层70与漂移区20之间形成绝缘介质区90，所述绝缘介质区90与体区50不接触，增加了多晶硅栅极40和部分漂移区20之间的距离，有效减小栅漏，绝缘介质区90以及栅绝缘层30材料可为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，优选的，所述绝缘介质区90的介电常数小于栅绝缘层30，进一步减小寄生电容值。