本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及一种抗辐射功率场效应晶体管。
背景技术：
功率场效应晶体管根据其结构不同分为结型场效应晶体管(JFET，Junction Field Effect Transistor)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)。功率场效应晶体管作为新一代的功率半导体开关器件，可以让微电子器件满足大功率、强电流的需求，而且它的电学特性极佳，开关功耗极小且高频特性良好，在消费、交通、军用、民用等领域都有广泛应用，且更为重要的是其还可以应用在卫星等航天设备的供电系统的开关电源(DC/DC，Direct Current)上。功率场效应晶体管器件在能量转换及降低损耗方面起着极其关键的作用，如果把控制航天设备运行的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)称为整个航天系统的“大脑”，那么功率场效应晶体管器件就相当于航天系统设备的“心脏”。随着空间技术的不断发展，对功率场效应晶体管器件提出了更高的要求。
本实用新型的发明人发现现有技术中至少存在以下问题：当航天系统处于空间环境中时，由于空间环境十分恶劣，存在着多种宇宙射线及高能粒子，而功率场效应晶体管器件对高能质子和重离子的辐射作用极为敏感，当入射到器件的单个粒子能量达到一定程度后，场效应晶体管器件易产生单粒子烧毁效应，导致器件产生扰动或损坏，当粒子能量达到更大程度时，又会产生总剂量效应，导致器件产生永久性破坏。为了提高器件的抗辐射能力，有必要优化功率场效应晶体管的结构。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种抗辐射功率场效应晶体管，其抗辐射能力得以提高。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种抗辐射功率场效应晶体管，包括：具有沟道的基底以及设置在沟道上的栅极结构，栅极结构包括依次叠设在沟道上的氧化层、介质层、多晶硅栅极层、隔离层和电极层，隔离层包覆多晶硅栅极层、并将多晶硅栅极层与电极层隔离开，氧化层包括正对并覆盖沟道的中央区域以及自中央区域延伸至基底上的非沟道区域的边缘区域，中央区域的厚度大于边缘区域的厚度。
本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于功率场效应晶体管包括介质层，功率场效应晶体管的厚度增大，延长了单粒子的穿透路径，加强功率场效应晶体管的耐击穿能力，再加上氧化层的中央区域的厚度大于边缘区域的厚度，当单粒子沿着栅极结构的氧化层的中央区域的厚度方向入射时，进一步延长了单粒子的穿透路径，可以进一步加强功率场效应晶体管的耐击穿能力，从而使得功率场效应晶体管的抗辐射能力更强。
另外，隔离层包覆介质层并将介质层与电极层隔离开。
另外，介质层的材质为钛。由于钛质量轻，因此可以减轻功率场效应晶体管的重量，另外，钛强度高，也可以提高功率场效应晶体管的结构强度，加强功率场效应晶体管的耐辐射击穿能力。
另外，介质层的材质为氮化硅。由于氮化硅的强度很高，而且极耐高温，强度可以维持到很高温度都不下降，因此，适合应用于功率场效应晶体管以提高其耐击穿能力。
另外，介质层的厚度范围为200埃至1000埃。介质层的厚度在此范围内，既可以保证功率场效应晶体管的结构强度，又避免功率场效应晶体管的厚度过大而无法达到设计要求。
另外，介质层的厚度为300埃。
另外，中央区域的中心厚度范围为1000埃至10000埃。
另外，中央区域的中心厚度为1400埃。
另外，边缘区域的厚度范围为300埃至2000埃。
另外，边缘区域的厚度为900埃。
另外，多晶硅栅极层的掺杂浓度范围为1*1015cm-3至1*1019cm-3。
另外，氧化层的掺杂浓度范围为1*1015cm-3至1*1018cm-3。
附图说明
图1为本实用新型在制作抗辐射功率场效应晶体管过程中在基底上生长氧化层的结构示意图；
图2为本实用新型在制作抗辐射功率场效应晶体管过程中在氧化层上形成介质层和多晶硅栅极层的结构示意图；
图3为本实用新型在制作抗辐射功率场效应晶体管过程中在多晶硅栅极层上形成隔离层的结构示意图；
图4为本实用新型提供的抗辐射功率场效应晶体管的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型各权利要求所要求保护的技术方案。
本实用新型的实施方式涉及一种抗辐射功率场效应晶体管100。如图4所示。包括基底11和栅极结构12，基底11具有沟道110，栅极结构12设置在沟道110上，栅极结构12包括氧化层121、介质层122、多晶硅栅极层123、隔离层124和电极层125，氧化层121、介质层122、多晶硅栅极层123、隔离层124和电极层125依次叠设在沟道110上，隔离层124包覆多晶硅栅极层123、并将多晶硅栅极层123与电极层125隔离开，氧化层121包括中央区域1211和边缘区域1212，中央区域1211正对沟道110设置并覆盖沟道110，边缘区域1212自中央区域1211延伸至基底11的非沟道区域，中央区域1211的厚度大于边缘区域1212的厚度。
本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于功率场效应晶体管100包括介质层122，功率场效应晶体管100的厚度增大，延长了单粒子的穿透路径，加强功率场效应晶体管100的耐击穿能力，再加上氧化层121的中央区域1211的厚度大于边缘区域1212的厚度，当单粒子沿着栅极结构12的氧化层121的中央区域1211的厚度方向入射时，进一步延长了单粒子的穿透路径，可以进一步加强功率场效应晶体管100的耐击穿能力，从而使得功率场效应晶体管100的抗辐射能力更强。
需要说明的是，非沟道区域是位于沟道110以外的区域，本实施方式中，功率场效应晶体管100还包括分别设置在基底11上、位于沟道110相对的两侧的漏区13和源区14，漏区13和源区14属于非沟道区域，边缘区域1212延伸至漏区13和源区14。
下面对本实施方式的一种抗辐射功率场效应晶体管100实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
本实施方式中，基底11可以为硅基，如图1所示，在基底11的沟道110表面采用局部光刻、掺杂的方式，利用不同浓度生长速率差异，形成氧化层121。氧化层121的掺杂浓度范围为1*1015cm-3至1*1018cm-3。氧化层121包括中央区域1211和边缘区域1212，中央区域1211的厚度大于边缘区域1212的厚度。本实施方式中，中央区域1211的中心厚度范围为1000埃至10000埃，优选为1400埃。边缘区域1212的厚度范围为300埃至2000埃，优选为900埃。如此设置，在满足中央区域1211的厚度大于边缘区域1212的厚度的要求的情况下，提高功率场效应晶体管100的耐击穿能力，使其抗辐射能力更强，同时又避免了氧化层121设置过厚导致功率场效应晶体管100的厚度过大从而使得功率场效应晶体管100无法达到设计要求。
本实施方式中，如图2所示，在氧化层121的表面沉淀介质层122，通过温度、压力和气体流量控制，精确控制介质层122厚度。值得一提的是，介质层122的厚度范围为200埃至1000埃。介质层122的厚度在此范围内，既可以保证功率场效应晶体管100的耐击穿能力，使得其抗辐射能力更强，又避免功率场效应晶体管100的厚度过大而无法满足设计要求。优选地，介质层122的厚度为300埃。在介质层122表面沉淀多晶硅从而形成多晶硅栅极层123，多晶硅栅极层123掺杂可以采用多晶原位掺杂或者离子注入方式，多晶硅栅极层123的掺杂浓度范围为1*1015cm-3至1*1019cm-3。
本实施方式中，如图3所示，利用一次刻蚀对准方式去除多晶硅栅极层123的周边结构并在多晶硅栅极层123表面覆盖一层隔离层124。隔离层124包覆介质层122并将介质层122与电极层125隔离开。在此情况下，介质层122的材质可以为钛或者氮化硅。当介质层122的材质为钛时，由于钛质量轻，因此可以减轻功率场效应晶体管100的重量，另外，钛强度高，也可以提高功率场效应晶体管100的耐击穿能力，使其抗辐射能力更强。当介质层122的材质为氮化硅时，由于氮化硅的强度很高，而且极耐高温，强度可以维持到很高温度都不下降，因此，适合应用于功率场效应晶体管100以提高其耐击穿能力，使其抗辐射能力更强。
需要说明的是，在本实用新型的另一种可行的实施方式中，隔离层124也可以不包覆介质层122，也就是说介质层122与电极层125可以接触。在此情况下，介质层122的材质可以优选为氮化硅。因为导电金属可以导通电极层125和多晶硅栅极层123，致使功率场效应晶体管100失效，无法正常工作，而氮化硅不导电，当不导电的氮化硅作为介质层122时，无法导通电极层125和多晶硅栅极层123，功率场效应晶体管100可以正常工作。
本实施方式中，如图4所示，在隔离层124表面覆盖电极层125，电极层125可以为金属电极层。
本实用新型的上述抗辐射功率场效应晶体管100具有制作过程实现简单且可以实现精确控制制作过程的优点，因此可靠性好。
试验表明，在相同单粒子试验条件下，普通的功率场效应晶体管的栅偏电压为0V至5V，而本实用新型中的设计的抗辐射功率场效应晶体管100栅偏电压可以在-5V至-15V，通过对比表明，本实用新型提供的抗辐射功率场效应晶体管100的抗单粒子栅穿能力明显提高，抗辐射能力更强。
另外，实验表明，具有厚度为的普通栅极层的功率场效应晶体管的击穿电压为50V至60V，而本实用新型中设计的增加氧化层121的局部厚度、设置介质层122以及高掺杂多晶硅栅极层123的功率场效应晶体管100的击穿电极为70V至90V，通过对比表明，本实用新型提供的抗辐射功率场效应晶体管100的抗辐射能力明显提高。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。