基于高能离子注入方式的通道分压场效应管及生产方法

摘要

本发明公开一种基于高能离子注入方式的通道分压场效应管及生产方法，利用高能离子注入设备进行渐深注入，再通过扩散制作一N型通道连接沟道与漏极，N型通道所形成的类T形结构也是3D结构，PN之间形成空乏区从单一的垂直方向改变为垂直与水平两个方向，这样可以大幅提高这个区域的耐压，从而可以增加N通道的掺杂浓度，进而又起到降低导通电阻的作用；同时，上述结构中栅极底部与漏极之间由P外延阻隔，从而使栅极底部与漏极之间的电容基本为零；并且通道与沟道的接触部分较小，可以大幅消除栅极和漏极之间的电容，综合前述两方面的改进，可以大幅减少栅极开关时的充、放电时间（Qgd可以大幅降低），从而提高了MOS管的开关速度。

主权项

基于高能离子注入方式的通道分压场效应管的生产方法，其特征是包括如下步骤：（1）在N+衬底（4）上生长P型外延层（5）；（2）在P型外延层（5）上光蚀刻出条状沟槽；（3）在条状沟槽的槽壁、槽底、以及P型外延层（5）的上表面生长二氧化硅氧化层；（4）在条状沟槽内沉积金属或多晶硅作为良导体（8），并在功能区外连接到一起形成栅极（2）；（5）从步骤（4）所得晶体的表面向下扩散推结形成n区；（6）从步骤（5）所得晶体的表面向下扩散推结形成体区P（10），此时n区形成n型横向通道（7），在形成的n型横向通道（7）上开设接触孔以使得体区P（10）与P型外延层（5）在功能区外围连通；（7）从步骤（6）所得晶体的表面向下扩散推结形成源区N+（13）；（8）在步骤（7）所得晶体的表面沉积硼磷硅玻璃（14）以保护栅极（2）；（9）在步骤（8）所得晶体的表面光刻出接触槽；（10）使用高能离子注入设备，将磷离子从步骤（9）所得接触槽通道中按不同能量等级分多次注入，使之形成不同深度的磷离子层；（11）将注入的磷离子扩散推结形成n+型纵向通道（6），该n+型纵向通道（6）与步骤（6）所得n型横向通道（7）形成类T形结构的n型通道连接区；（12）在接触槽的底部注入硼离子形成P+层（11），并进行扩散推结；（13）在P+层（11）的上方填充金属形成金属塞（12）；（14）对步骤（13）所得晶体进行蒸铝操作，以在该晶体的上表面形成源极（3）；（15）减薄步骤（14）所得晶体的N+衬底（4），并在减薄的N+衬底（4）下表面背金形成功率场效应管的漏极（1）。