本實用新型涉及半導體器件技術領域,尤其是一種平面柵超結MOSFET器件。
背景技術:
目前現(xiàn)有的普通VDMOS器件如圖1所示,包括N+型襯底1’(N+sub)、N-型外延層2’(N-epi)、柵氧化層3’、多晶硅柵極4’(Poly Gate)、P型體區(qū)5’(Pbody),普通VDMOS想要提高耐壓,需要更高電阻率、更厚的N-epi,但這樣會極大的增加導通電阻。
現(xiàn)有的平面柵超結MOS器件如圖2所示,包括N+型襯底1”、N-型外延層2”(N-epi)、P型柱深槽結構3”(P pillar trench)、柵氧化層4”、多晶硅柵極5”(Poly Gate)、P型體區(qū)6”(Pbody);通過在器件內部引入深槽Trench結構,可以實現(xiàn)橫向的P型柱/N-型外延層耗盡,這樣可以在很低電阻率的N-型外延層下,就實現(xiàn)很高耐壓,并降低導通電阻,但是由于深槽Trench結構的引入,增大了寄生電容,影響開關特性。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有的平面柵超結MOS器件寄生電容大且開關特性差的缺陷,提供一種平面柵超結MOSFET器件,可減小低電壓下的輸出電容,讓電容曲線變得平緩,改善開關特性。
為了實現(xiàn)本實用新型的目的,所采用的技術方案是:
本實用新型的平面柵超結MOSFET器件包括:
N+型襯底;
N-型外延層,所述N-型外延層位于所述N+型襯底的上表面;
P型柱深槽結構,所述N-型外延層兩側自頂部向下形成所述P型柱深槽結構,所述P型柱深槽結構的底部浮空,兩側所述P型柱深槽結構之間形成深槽Trench結構;
P型體區(qū),所述P型體區(qū)引入到所述深槽Trench結構內部并與兩側所述P型柱深槽結構分離開;
N+型源區(qū),所述P型體區(qū)頂部形成所述N+型源區(qū);
柵氧化層,位于所述P型體區(qū)、N+型源區(qū)、N-型外延層和P型柱深槽結構的上表面;
多晶硅柵極,所述多晶硅柵極為兩個,且分別位于所述柵氧化層的上表面的兩側,所述多晶硅柵極作為MOSFET器件的柵極;
源極金屬,位于所述多晶硅柵極和柵氧化層的上方,部分所述源極金屬向下延伸,經(jīng)過所述柵氧化層和N+型源區(qū)延伸至P型體區(qū)內,所述源極金屬與P型體區(qū)和N+型源區(qū)連接形成MOSFET器件的源極。
本實用新型所述源極金屬與兩個所述多晶硅柵極之間由介質層隔離。
本實用新型所述N+型襯底背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極。
本實用新型的平面柵超結MOSFET器件的有益效果是:本實用新型的平面柵超結MOSFET器件采用P型體區(qū)(Pbody)與P型柱深槽結構(P-pillar trench)分離的結構,P型柱深槽結構(P-pillar trench)浮空,P型體區(qū)(Pbody)注入在深槽Trench結構中間,該結構保留了超結MOSFET器件橫向擴散高耐壓的特點,又因為P型體區(qū)(Pbody)與P型柱深槽結構(P-pillar trench)分離,減小了低電壓下的Coss,讓電容曲線變得平緩,改善開關特性。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是現(xiàn)有的VDMOS器件結構示意圖;
圖2是現(xiàn)有的平面柵超結MOSFET器件的結構示意圖;
圖3是本實施例的平面柵超結MOSFET器件的結構示意圖。
其中:N+型襯底1、N-型外延層2、P型柱深槽結構3、P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、柵氧化層6、多晶硅柵極7、源極金屬8、介質層9。
具體實施方式
在本實用新型的描述中,需要理解的是,術語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“安裝”、“設置”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
如圖3所示,本實施例的平面柵超結MOSFET器件包括N+型襯底1、N-型外延層2、P型柱深槽結構3、P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、柵氧化層6、多晶硅柵極7和源極金屬8。其中,N-型外延層2位于N+型襯底1的上表面,N-型外延層2兩側自頂部向下形成P型柱深槽結構3,P型柱深槽結構3的底部浮空,兩側P型柱深槽結構3之間形成深槽Trench結構,深槽Trench結構內部引入P型體區(qū)4,P型體區(qū)4與兩側P型柱深槽結構3分離開,P型體區(qū)4頂部形成N+型源區(qū)5,P型體區(qū)4、N+型源區(qū)5、N-型外延層2和P型柱深槽結構3的上表面設有柵氧化層6,柵氧化層6上設有多晶硅柵極7,多晶硅柵極7為兩個,且分別位于柵氧化層6的上表面的兩側,多晶硅柵極7作為MOSFET器件的柵極。
本實施例的多晶硅柵極7和柵氧化層6的上方設有源極金屬8,部分源極金屬8向下延伸,經(jīng)過柵氧化層6和N+型源區(qū)5延伸至P型體區(qū)4內,源極金屬8與P型體區(qū)4和N+型源區(qū)5連接形成MOSFET器件的源極,源極金屬8與兩個多晶硅柵極7之間由介質層9隔離。
本實施例的N+型襯底1背面淀積漏極金屬形成MOSFET器件的漏極。
本實施例的的平面柵超結MOSFET器件采用P型體區(qū)4(Pbody)與P型柱深槽結構3(P-pillar trench)分離的結構,P型柱深槽結構3(P-pillar trench)浮空,P型體區(qū)4(Pbody)注入在深槽Trench結構中間,該結構保留了超結MOSFET器件橫向擴散高耐壓的特點,又因為P型體區(qū)4(Pbody)與P型柱深槽結構3(P-pillar trench)分離,減小了低電壓下的Coss,讓電容曲線變得平緩,改善開關特性。
應當理解,以上所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。由本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。