一种沟槽MOSFET的新型结构的制作方法

一种沟槽mosfet的新型结构
技术领域
1.本实用新型涉及沟槽mosfet领域，特别涉及一种沟槽mosfet的新型结构。


背景技术：

2.沟槽栅mosfet以优秀的小体积，低导通损耗广泛应用。沟槽栅mosfet设计结构上主要分为两大类，格形栅(品字格，正方格和六角格)，条形栅结构，其中格形栅相比条形栅因其较高的沟道密度而具有更低的导通电阻，在锂电保护，快充等领域应用更为广泛。条形栅因其沟道密度小，饱和电流小，短路电流小，抗电流冲击能力强，在电机应用如电动车，手持电钻，筋膜枪等领域应用更为广泛。
3.参照现有公开号为cn202205751u的中国专利，其公开了一种新型沟槽结构的功率mosfet器件，其元件区的元胞采用沟槽结构，元胞沟槽内设有绝缘氧化层，元胞沟槽内的第二绝缘栅氧化层的厚度大于第一绝缘栅氧化层的厚度；元胞沟槽内淀积有导电多晶硅，第一导电多晶硅在元胞沟槽内延伸的距离大于第二导电多晶硅延伸的距离；元胞沟槽的槽口由绝缘介质层覆盖，源极接触孔内填充有第二接触孔填充金属，第二接触孔填充金属与第一导电类型注入区及第二导电类型层欧姆接触；元胞沟槽上方设有源极金属，源极金属与第二接触孔填充金属电性连接；第一导电多晶硅与源极金属等电位连接。
4.上述的这种新型沟槽结构的功率mosfet器件导通电阻低，栅漏电荷qgd小，开关速度快、开关损耗低，工艺简单及成本低廉。但是上述的这种新型沟槽结构的功率mosfet器件依旧存在着一些缺点，如：现有技术尽管采用高密度trench结构，rsp仍然偏高。


技术实现要素：

5.针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种沟槽mosfet的新型结构，以解决背景技术中提到的问题。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种沟槽mosfet的新型结构，包括mosfet管件，所述mosfet管件包括有底部sub层，所述sub层的上部设有epi1层，所述epi1层的上部设有epi2层，所述epi2层的上部推陷body注入层，所述body注入层的上部设有淀积介质层，所述淀积介质层上设有淀积金属层，所述epi1层和所述epi2层内蚀刻有沟槽，所述沟槽的内壁热生长有栅氧，所述栅氧的内侧填充有多晶硅，所述淀积介质层内腐蚀有光刻孔，所述光刻孔内填充有n
+
层。
8.通过采用上述技术方案，本实用新型涉及的器件rsp采用双层外延，底部的epi1层电阻率极低0.05mohm.cm，厚度为2um，目的是降低epi1层和衬底sub层的浓度差进而降低衬底反扩的程度，顶部epi2等电阻率和厚度分别为0.25mohm.cm和2.5um，都小于现有技术的器件的规格的标准0.5mohm.cm和5um，沟槽深度为2.8um，深入到epi1层内部，沟槽底部为厚氧化层，并且厚氧化层从底部厚度逐步过渡到纵向侧壁的薄氧化层。
9.较佳的，所述epi1层的电阻率极低，且电阻率为0.05mohm.cm，厚度为2um，所述epi2层的电阻率和厚度分别为0.25mohm.cm和2.5um。
10.通过采用上述技术方案，epi1层和epi2层的设定都小于现有技术的器件的规格标准0.5mohm.cm5um，提高mosfet管件的制备效率和使用能力。
11.较佳的，所述沟槽的深度为2.8um，且深入到所述epi1层内部，所述沟槽的底部为厚氧化层，侧壁为薄氧化层，所述沟槽内通过hdp淀积ox完全填充所述沟槽，所述沟槽的底部ox厚度达到3000a，并且厚度从底部的3000a到侧壁逐渐过渡到侧壁500a。
12.通过采用上述技术方案，可以提高沟槽内部的多晶硅的绝缘效果，便于进行导电率。
13.较佳的，所述body注入层通过推阱实现对body进行注入。
14.通过采用上述技术方案，通过推阱实现对body进行注入，实现对mosfet管件进行制备。
15.较佳的，所述n
+
层和所述body注入层的下边界之间形成沟道电阻，所述body注入层的下边界和所述沟槽的底部之间形成积累电阻，所述沟槽的底部和所述sub层之间形成扩散电阻。
16.通过采用上述技术方案，三组电阻造成积累区很长，所以在正向导通时，gate端加正压10v时，电流路径积累区可以积累更多电子，从而使整个导通电阻变得更低。
17.较佳的，所述epi1层和所述sub层之间的硅掺杂浓度存在有浓度差。
18.通过采用上述技术方案，目的是降低epi1层和sub层1的浓度差进而降低衬底反扩的程度。
19.综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
20.本实用新型涉及的器件rsp采用双层外延，底部的epi1层电阻率极低0.05mohm.cm，厚度为2um，目的是降低epi1层和衬底sub层的浓度差进而降低衬底反扩的程度，顶部epi2等电阻率和厚度分别为0.25mohm.cm和2.5um，都小于现有技术的器件的规格的标准0.5mohm.cm和5um，沟槽深度为2.8um，深入到epi1层内部，沟槽底部为厚氧化层，并且厚氧化层从底部厚度逐步过渡到纵向侧壁的薄氧化层。
附图说明
21.图1是本实用新型的现有技术结构示意图；
22.图2是本实用新型的结构示意图。
23.附图标记：1、sub层；2、epi1层；3、epi2层；4、body注入层；5、淀积介质层；6、淀积金属层；7、沟槽；8、栅氧；9、多晶硅；10、光刻孔；11、n
+
层。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例
26.参考图1-2，一种沟槽mosfet的新型结构，包括mosfet管件，mosfet管件包括有底部sub层1，sub层1的上部设有epi1层2，epi1层2的上部设有epi2层3，epi2层3的上部推陷
body注入层4，body注入层4的上部设有淀积介质层5，淀积介质层5上设有淀积金属层6，epi1层2和epi2层3内蚀刻有沟槽7，沟槽7的内壁热生长有栅氧8，栅氧8的内侧填充有多晶硅9，淀积介质层5内腐蚀有光刻孔10，光刻孔10内填充有n
+
层11。
27.通过采用上述技术方案，本实用新型涉及的器件rsp采用双层外延，底部的epi1层2电阻率极低0.05mohm.cm，厚度为2um，目的是降低epi1层2和衬底sub层1的浓度差进而降低衬底反扩的程度，顶部epi2层3电阻率和厚度分别为0.25mohm.cm和2.5um，都小于现有技术的器件的规格的标准0.5mohm.cm和5um，沟槽7深度为2.8um，深入到epi1层2内部，沟槽7底部为厚氧化层，并且厚氧化层从底部厚度逐步过渡到纵向侧壁的薄氧化层。
28.本实施例中，优选的，epi1层2的电阻率极低，且电阻率为0.05mohm.cm，厚度为2um，epi2层3的电阻率和厚度分别为0.25mohm.cm和2.5um。效果为，epi1层2和epi2层3的设定都小于现有技术的器件的规格标准0.5mohm.cm5um，提高mosfet管件的制备效率和使用能力。
29.本实施例中，优选的，沟槽7的深度为2.8um，且深入到epi1层2内部，沟槽7的底部为厚氧化层，侧壁为薄氧化层，沟槽7内通过hdp淀积ox完全填充沟槽7，沟槽7的底部ox厚度达到3000a，并且厚度从底部的3000a到侧壁逐渐过渡到侧壁500a。效果为，可以提高沟槽7内部的多晶硅的绝缘效果，便于进行导电率。
30.本实施例中，优选的，body注入层4通过推阱实现对body进行注入。效果为，通过推阱实现对body进行注入，实现对mosfet管件进行制备。
31.本实施例中，优选的，n
+
层11和body注入层4的下边界之间形成沟道电阻，body注入层4的下边界和沟槽7的底部之间形成积累电阻，沟槽7的底部和sub层1之间形成扩散电阻。效果为，三组电阻造成积累区很长，所以在正向导通时，gate端加正压10v时，电流路径积累区可以积累更多电子，从而使整个导通电阻变得更低。
32.本实施例中，优选的，epi1层2和sub层1之间的硅掺杂浓度存在有浓度差。效果为，目的是降低epi1层2和sub层1的浓度差进而降低衬底反扩的程度。
33.耐压原理：反向偏置时，类似split gate器件的耐压原理，可以使用掺杂浓度更大并且更薄的外延，通过深沟槽7的辅助耗尽作用获得足够的耐压。
34.导通原理：trench结构mosfet器件的电流路，从下向上，导通电阻组成主要有3个部分，1沟道电阻(n+层11和body注入层4的下边界之间)，2积累电阻(body注入层4的下边界和沟槽7的底部之间)，3扩散电阻(沟槽7的底部和sub层1之间)，本实用新型结构中积累区很长，所以在正向导通时，gate端加正压10v时，电流路径积累区可以积累更多电子，从而使整个导通电阻变得更低。
35.制备流程：
36.第一步：mosfet管件在epi2层3上生长或者淀积氧化层，然后进行沟槽光刻并选择性蚀刻氧化层；
37.第二步：在进行沟槽7进行蚀刻，牺牲氧化并去除以修整沟槽7；
38.第三步：在沟槽7的内部进行hdp淀积ox完全填充沟槽，hdp cmp，干法刻蚀槽内的ox，沟槽7的底部ox厚度达到3000a左右，并且厚度从底部3000a到侧壁逐渐过渡到侧壁500a；
39.第四步：然后在沟槽7的内部进行热生长栅氧8，然后进行多晶硅9填充，在进行刻
蚀多晶硅9；
40.第五步：在epi2层3的表面进行body注入，推阱，形成body注入层4；
41.第六步：在body注入层44表面进行nsd光刻，再进行nsd注入，再进行去除pr，推阱；
42.第七步：然后在表面进行淀积介质层，然后进行孔光刻，孔腐蚀，形成光刻孔10，然后进行n
+
层11注入，最后再表面进行淀积金属层6。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。