技术特征:
1.一种mosfet器件结构,其特征在于,包括包括n+衬底1、n
‑
外延层2、p
‑
body扩散窗口3、n+jfet扩散窗口4、栅介质层5、栅极多晶硅6、源n+扩散窗口7、源p+扩散窗口8和栅源隔离层9;n
‑
外延层2设置在n+衬底1上,n
‑
外延层2的左右两侧设置了器件的单胞主结p
‑
body扩散窗口3,两个p
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body扩散窗口3之间设置了n+jfet扩散窗口4、p
‑
body扩散窗口3和n+jfet扩散窗口4上的纵向方向设置了栅介质层5,栅介质层5上依次设置有栅极多晶硅6和栅源隔离层9,金属层10设置在栅源隔离层9上,栅介质层5设置有源n+扩散窗口7和源p+扩散窗口8,源n+扩散窗口7、源p+扩散窗口8和源极金属10连接构成源极,栅极金属11通过开孔与栅极多晶硅6连接构成栅极,漏极金属与n+衬底1连接构成漏极,源极金属10与结终端12相连。2.根据权利要求1所述的一种mosfet器件结构,其特征在于,器件结构为条形结构或元胞结构;栅极多晶硅6在元胞上刻蚀成两段。3.根据权利要求1所述的一种mosfet器件结构,其特征在于,n+衬底1材料为si,掺as或掺sb,电阻率0.002ω.cm~0.004ω.cm;n
‑
外延层2材料为外延法生长的si材料,掺p,电阻率0.4ω.cm~70ω.cm。4.根据权利要求1所述的一种mosfet器件结构,其特征在于,源极金属10为al/alsicu,栅极金属为al/alsicu。5.一种mosfet器件结构的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:完整的制造工艺流程为:外延片
→
激光打标
→
牺牲氧化层生长
→
场限环光刻
→
场限环注入
→
去胶
→
场限环退火
→
氧化层去除
→
场氧生长
→
场氧光刻+刻蚀
→
去胶
→
牺牲氧化层生长
→
n+jfet光刻
→
n+jfet注入
→
去胶
→
n+jfet退火
→
去牺牲氧化层
→
栅氧化层生长
→
多晶硅淀积
→
多晶硅掺杂
→
多晶硅光刻+刻蚀
→
去胶
→
p
‑
body注入
→
p
‑
body扩散
→
去掉多余残氧
→
nsd光刻
→
nsd注入
→
去胶
→
激活
→
隔离层淀积
→
回流
→
引线孔光刻+刻蚀
→
去胶
→
psd注入
→
回流
→
正面金属铝溅射
→
铝光刻+刻蚀
→
去胶
→
钝化层淀积
→
pad光刻+刻蚀
→
去胶
→
合金
→
背面减薄
→
背面金属化
→
cp测试
→
入库。6.根据权利要求5所述的一种mosfet器件结构的制造方法,其特征在于,确定外延层电阻率和外延层厚度:利用公式(1)计算出满足一定击穿电压的外延浓度和厚度,击穿电压给10%~20%的设计余量;由(1)式可知:选取最优的wb和nb,须先确定外延电阻率的下限值和外延厚度的上限值:
①
外延电阻率的下限值外延浓度的上限值由以下(2)式计算,bvdss留10%~20%的设计余量,相应电阻率的下限值可以由以下(3)式计算:
其中q为元电荷q=1.6
×
10
‑
19
c,μ
n
为电子迁移率;
②
漂移区厚度的上限值在外延浓度上限值确定后,外延厚度的上限值可由以下(4)式计算:耗尽层在高阻外延区展宽的厚度xmn由(5)式计算得到:耗尽层在p阱区展宽的厚度xmp由(6)式计算得到:7.根据权利要求5所述的一种mosfet器件结构的制造方法,其特征在于,n+jfet扩散窗口4的工艺制造方法是:在牺牲氧化层生长之后,n+jfet注入之前,增加一步局部n+jfet光刻工艺,具体工艺制造流程为:牺牲氧化层生长
→
n+jfet光刻
→
n+jfet注入。8.根据权利要求7所述的一种mosfet器件结构的制造方法,其特征在于,jfet普注工艺流程为:外延片
→
激光打标
→
牺牲氧化层生长
→
场限环光刻
→
场限环注入
→
去胶
→
场限环退火
→
氧化层去除
→
场氧生长
→
场氧光刻+刻蚀
→
去胶
→
牺牲氧化层生长
→
n+jfet注入
→
去胶
→
n+jfet退火
→
去牺牲氧化层
→
栅氧化层生长
→
多晶硅淀积
→
多晶硅掺杂
→
多晶硅光刻+刻蚀
→
去胶
→
p
‑
body注入
→
p
‑
body扩散
→
去掉多余残氧
→
nsd光刻
→
nsd注入
→
去胶
→
激活
→
隔离层淀积
→
回流
→
引线孔光刻+刻蚀
→
去胶
→
psd注入
→
回流
→
正面金属铝溅射
→
铝光刻+刻蚀
→
去胶
→
钝化层淀积
→
pad光刻+刻蚀
→
去胶
→
合金
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背面减薄
→
背面金属化
→
cp测试
→
入库。
技术总结
一种MOSFET器件结构及其制造方法,包括N+衬底1、N
技术研发人员:习毓 丁文华 陈骞 单长玲 刘英 郝艺锦 李朴
受保护的技术使用者:西安卫光科技有限公司
技术研发日:2021.07.05
技术公布日:2021/10/15