一种改进型平面栅MOSFET及制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种改进型平面栅mosfet及制备方法。

背景技术：

1、半导体功率器件的一个实例是金属-氧化物-半导体场效应晶体管器件，被称为mosfet器件。mosfet器件可以在已经蚀刻在基板中或蚀刻在外延层上的沟槽中形成。mosfet器件通过向mosfet器件的栅电极施加适当的电压来操作，栅电极的施加使器件接通，并形成连接mosfet器件的源极和漏极的通道，允许电流流过。功率半导体器件作为电力控制的核心电力电子器件，应用于电能的变换和控制。近年来，新能源汽车、高速列车、光伏、风电、手机、电脑、电视机、空调等各个领域对于功率半导体器件的需求量大大增加，促进了该领域的飞速发展。mosfet作为一种重要的功率半导体器件，其栅极通过电压控制既能完成器件导通，又可以实现关断，具有高输入阻抗和低导通损耗的优点，现阶段广泛的应用于开关电源、电机控制、移动通讯等领域。

2、mosfet器件的一个重要参数是导通电阻，导通电阻是指在mosfet器件工作时，从漏极到源极的电阻。当漏源之间导通电阻很小时，会让mosfet器件有较大的输出电流，mosfet器件就会具有更强的驱动能力，从而提供一个很好的开关特性。对于一个由多个基本单元结构组成的mosfet器件，应该尽量减小导通电阻。现有的平面栅mosfet器件存在着随着温度升高引起的导通电阻升高的情况，这会导致平面栅mosfet器件在高温导通的状态下功率损耗升高。

技术实现思路

1、为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种改进型平面栅mosfet及制备方法。

2、第一方面，本发明提供了一种改进型平面栅mosfet，包括：二氧化硅介质层；

3、所述二氧化硅介质层被栅极氧化层和漂移层包覆。

4、优选地，所述二氧化硅介质层的宽度为0.2-0.4um。

5、优选地，所述二氧化硅介质层的高度为1.2-2um。

6、优选地，还包括：平面栅极；

7、所述平面栅极包括栅极氧化层和多晶硅栅极；

8、所述平面栅极位于所述二氧化硅介质层和所述漂移层的上方，并与所述二氧化硅介质层和所述漂移层邻接。

9、优选地，所述栅极氧化层的厚度为400-600埃。

10、优选地，所述二氧化硅介质层位于栅极中轴线的下方。

11、优选地，还包括：源极、漏极、衬底、漂移层、体区和n+区；

12、所述漏极位于所述衬底下方；

13、所述衬底位于所述漂移层下方；

14、所述漂移层位于所述体区和平面栅极下方；

15、所述n+区位于所述源极下方；

16、所述源极位于所述n+区上方。

17、优选地，所述体区的掺杂浓度为1×1013-2×1013cm-3。

18、第二方面，本发明提供了一种改进型平面栅mosfet制备方法，包括：

19、在衬底上方外延形成漂移层；

20、在漂移层上层蚀刻沟槽；

21、在所述沟槽中沉积二氧化硅介质层；

22、在漂移层上层离子注入形成n+区和体区；

23、沉积栅极、源极和漏极。

24、优选地，所述在漂移层上层蚀刻沟槽包括：

25、在漂移层上层蚀刻出宽度0.2-0.4um，高度为1.2-2um的沟槽。

26、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

27、本发明通过添加二氧化硅介质层结构，在随着mosfet器件工作环境温度的升高，器件会出现出现受热膨胀的现象，二氧化硅的热膨胀系数比硅的小，因此热膨胀体积较小的二氧化硅介质层能够对体区沟道处的硅产生水平方向的拉伸应力，由于沿着电子传输路径的水平方向的拉伸应力会增加电子的迁移率，于是，这种结构减小了mosfet器件在高温时的导通电阻；本发明通过将二氧化硅介质层设置在平面栅极的正下方，降低了平面栅极与漏极之间的正对面积，从而降低mosfet器件的反向传输电容和开关损耗。

28、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

技术特征：

1.一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，包括：二氧化硅介质层；

2.根据权利要求1所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述二氧化硅介质层的宽度为0.2-0.4um。

3.根据权利要求1所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述二氧化硅介质层的高度为1.2-2um。

4.根据权利要求1所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，还包括：平面栅极；

5.根据权利要求4所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述栅极氧化层的厚度为400-600埃。

6.根据权利要求1所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述二氧化硅介质层位于栅极中轴线的下方。

7.根据权利要求1所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，还包括：源极、漏极、衬底、漂移层、体区和n+区；

8.根据权利要求7所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述体区的掺杂浓度为1×1013-2×1013cm-3。

9.一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种改进型平面栅mosfet，其特征在于，所述在漂移层上层蚀刻沟槽包括：

技术总结
本发明提供了一种改进型平面栅MOSFET及制备方法，该MOSFET包括：二氧化硅介质层；所述二氧化硅介质层处于平面栅下方的区域，被栅极氧化层和漂移层包覆。本发明通过添加二氧化硅介质层结构，在随着MOSFET器件工作环境温度的升高，器件会出现出现受热膨胀的现象，二氧化硅的热膨胀系数比硅的小，因此热膨胀体积较小的二氧化硅介质层能够对体区沟道处的硅产生水平方向的拉伸应力，由于沿着电子传输路径的水平方向的拉伸应力会增加电子的迁移率，于是，这种结构减小了MOSFET器件在高温时的导通电阻。

技术研发人员：李金耀
受保护的技术使用者：深圳天狼芯半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6