本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，尤其是涉及一種金氧半場(chǎng)效晶體管(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor,簡(jiǎn)稱(chēng)mosfet)器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、mosfet器件是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管，場(chǎng)效晶體管在電子電路中具有多種重要作用，主要包括信號(hào)放大、開(kāi)關(guān)控制、電源管理、模擬電路應(yīng)用和高頻應(yīng)用等。

2、但是在mosfet器件中，導(dǎo)通電阻和擊穿電壓具有折中關(guān)系，提高擊穿電壓bv和降低比導(dǎo)通電阻往往不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致器件在大電壓下工作時(shí)會(huì)有很大的導(dǎo)通損耗，目前仍需提出一些晶體管結(jié)構(gòu)，期望能更好的改善比導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的折中關(guān)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種mosfet器件及其制備方法，優(yōu)化了比導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的折中關(guān)系，降低了品質(zhì)因數(shù)fom值。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Nmosfet器件，mosfet器件包括：襯底，具有第一導(dǎo)電類(lèi)型；外延層，具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，形成于襯底上；多個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的柱區(qū)，形成于外延層內(nèi)，多個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的柱區(qū)和第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層橫向交錯(cuò)設(shè)置；第一溝槽和第二溝槽從外延層左右兩側(cè)的頂面向下延伸至柱區(qū)的頂部；其中，第一柵區(qū)和第一分裂柵形成于第一溝槽內(nèi)；第二柵區(qū)和第二分裂柵分別與第一柵區(qū)和第一分裂柵對(duì)稱(chēng)形成于第二溝槽內(nèi)；第一柵區(qū)和第二柵區(qū)分別包括上部和下部，上部的橫向?qū)挾却笥谙虏康臋M向?qū)挾?，上部和下部形成倒l型結(jié)構(gòu)；第一柵區(qū)覆蓋第一分裂柵，且第一柵區(qū)和第一分裂柵通過(guò)層間介質(zhì)層隔離；第二柵區(qū)覆蓋于第二分裂柵，且第二柵區(qū)和第二分裂柵通過(guò)層間介質(zhì)層隔離。

3、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種mosfet器件的制備方法，方法包括：在襯底上生長(zhǎng)具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一外延層；第一外延層上形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的柱區(qū)；在柱區(qū)和第一外延層的頂部外延生長(zhǎng)具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層；在第二外延層的左右兩側(cè)從上往下挖溝槽至柱區(qū)的頂面；在兩側(cè)溝槽底部和側(cè)壁形成介質(zhì)層后再填充多晶硅；對(duì)多晶硅進(jìn)行刻蝕形成第一分裂柵和第二分裂柵；在兩側(cè)溝槽中第二次形成介質(zhì)層后再填充多晶硅；對(duì)多晶硅進(jìn)行刻蝕形成第一柵區(qū)和第二柵區(qū)；在第一柵區(qū)和第二柵區(qū)的頂部和側(cè)壁第三次形成介質(zhì)層后，在介質(zhì)層上面和兩側(cè)溝槽中生長(zhǎng)源極金屬。

4、本申請(qǐng)?zhí)峁┑膍osfet器件及其制備方法中，在器件的上半部，引入了縱向的多晶硅柵作為體內(nèi)分裂柵，形成容性耗盡區(qū)域；在器件的中下部引入的p型柱區(qū)和n型柱區(qū)形成的超結(jié)結(jié)構(gòu)可引入橫向電場(chǎng)來(lái)輔助耗盡n型柱內(nèi)帶正電的電離施主電荷。器件結(jié)構(gòu)使得電場(chǎng)從普通三角形分布呈近似矩形分布，提高了擊穿電壓，并且可以進(jìn)一步提高漂移區(qū)內(nèi)的摻雜濃度，從而降低了器件的比導(dǎo)通電阻，改善了比導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的折中關(guān)系，并且此結(jié)構(gòu)降低了柵電荷，從而也降低了fom值，減小了器件的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，提高了系統(tǒng)效率。

技術(shù)特征：

1.一種mosfet器件，其特征在于，所述mosfet器件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mosfet器件，其特征在于，進(jìn)一步包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mosfet器件，其特征在于，進(jìn)一步包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mosfet器件，其特征在于，進(jìn)一步包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mosfet器件，其特征在于，進(jìn)一步包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mosfet器件，其特征在于，柵區(qū)介質(zhì)層的厚度小于層間介質(zhì)層的厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mosfet器件，其特征在于，第一分裂柵橫向兩側(cè)的層間介質(zhì)層的厚度從上至下逐漸減薄，第二分裂柵橫向兩側(cè)的層間介質(zhì)層的厚度從上至下逐漸減薄。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mosfet器件，其特征在于，第三分裂柵橫向兩側(cè)的層間介質(zhì)層的厚度從上至下逐漸減薄。

9.一種mosfet器件的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的mosfet器件的制備方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NMOSFET器件及其制備方法，器件包括：第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底及其上的外延層；形成于外延層內(nèi)的多個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型的柱區(qū)，和外延層橫向交錯(cuò)設(shè)置；第一溝槽和第二溝槽從外延層左右兩側(cè)的頂面向下延伸至柱區(qū)的頂部；第一柵區(qū)和第一分裂柵形成于第一溝槽內(nèi)；第二柵區(qū)和第二分裂柵對(duì)稱(chēng)形成于第二溝槽內(nèi)；第一柵區(qū)和第二柵區(qū)分別包括上部和下部，上部的橫向?qū)挾却笥谙虏康臋M向?qū)挾?，形成倒L型結(jié)構(gòu)；第一柵區(qū)覆蓋第一分裂柵，第二柵區(qū)覆蓋于第二分裂柵，均通過(guò)層間介質(zhì)層隔離。該結(jié)構(gòu)引入超結(jié)、分裂柵以及兩根橫向溝道，使得器件在正向耐壓時(shí)，電場(chǎng)呈近似矩形分布，優(yōu)化了比導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的折中關(guān)系，并且降低了FOM值。

技術(shù)研發(fā)人員：羅君軼,包涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：晶藝半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15