带有均匀掺杂沟道的低压高密度沟槽栅极功率器件

摘要

本发明通过向沟槽底部注入掺杂剂，将低压沟槽MOSFET器件中的漂移区合并在一起，从而允许采用非常小的单元间距，从而实现非常高的沟道密度和均匀掺杂的沟道，并最终极大地降低沟道的电阻。通过选择适当的掺杂剂量和漂移区的退火参数，器件的沟道长度可以受到严格控制，并且沟道的掺杂可以进行的非常一致，与常规器件相比，本发明的域值电压被降低，其沟道电阻被减小，其漂移区的导通电阻也被减小。为了实现合并的漂移区，本发明融入了一种新的边缘终止设计，因此由P外延层和N⁺衬底形成的PN结能够在单元片的边缘处被终止。

主权项

1.一种具有沟槽栅极的功率MOSFET，包括：半导体衬底，具有以一种极性的掺杂剂重掺杂的漏层；外延层，具有位于漏层之上的一个表面，并且该外延层包括以相反极性的掺杂剂轻掺杂的区域；位于外延层的另一表面上的一个源层，掺杂有高浓度的与漏层相同的掺杂剂；穿透源层的多个沟槽，所述沟槽注入有导电的栅极多晶材料，该材料掺杂有与源层同样类型的掺杂剂；以及在外延层中的包括与源区和漏层相同极性的掺杂剂的一个漂移层，形成连续的轻掺杂漂移区，该漂移区在沟槽的侧壁之间延伸、并从漏层向源层延伸以及沿着沟槽侧壁的下部延伸，以提供可变的轻掺杂浓度，在掺杂密度上从沟槽的侧壁向位于沟槽之间大致中部的平面逐渐降低。