超高元胞密度深沟槽功率MOS器件及其制造方法

摘要

本发明涉及一种超高元胞密度深沟槽功率MOS器件及其制造方法，其包括位于半导体基板上的元胞区及终端保护区，元胞区内包括若干规则排布且相互平行并联设置的元胞，元胞区内的元胞采用沟槽结构，元胞沟槽的上方设置有源极接触孔，源极接触孔包括至少一个第一源极接触孔，所述第一源极接触孔从相邻元胞沟槽间的绝缘介质层表面向下延伸到半导体基板的第一主面；在源极接触孔的上方淀积有源极金属，源极金属与第一导电类型源极区及第二导电类型阱层欧姆接触，且源极金属与元胞沟槽内的导电多晶硅通过绝缘介质层相绝缘隔离。本发明元胞密度仅受制于元胞沟槽的最小线宽和间距，不受制于接触孔线宽和孔到元胞沟槽的对位精度，元胞密度至少可达2G/inch2，可大幅度降低特征导通电阻。

主权项

一种超高元胞密度深沟槽MOS器件，在所述功率MOS器件的俯视平面上，包括位于半导体基板上的元胞区及终端保护区，所述元胞区位于半导体基板的中心区，所述终端保护区环绕包围元胞区；在所述功率MOS器件的截面上，半导体基板具有相对应的第一主面与第二主面，所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型漏极区及位于所述第一导电类型漏极区上方的第一导电类型外延层，第一导电类型外延层对应的表面形成第一主面，第一导电类型漏极区对应的表面形成第二主面；第一导电类型外延层内的上部设有第二导电类型阱层；元胞区内包括若干并联设置的元胞，所述元胞区内的元胞采用沟槽结构，元胞沟槽位于第二导电类型阱层，深度伸入第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层；相邻元胞沟槽的侧壁上方设有第一导电类型源极区，所述第一导电类型源极区与元胞沟槽的侧壁相接触；其特征是： 在所述功率MOS器件的截面上，所述元胞沟槽的内壁及底部生长有绝缘栅氧化层，在所述生长有绝缘栅氧化层的元胞沟槽内淀积有导电多晶硅；在所述半导体基板的第一主面上淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖于元胞沟槽的槽口并覆盖于半导体基板的第一主面；在所述功率MOS器件的截面上，所述元胞沟槽的上方设置有源极接触孔，所述源极接触孔包括至少一个第一源极接触孔，所述第一源极接触孔从元胞沟槽上方相应的绝缘介质层表面向下延伸到半导体基板的第一主面；在所述源极接触孔的上方淀积有源极金属，所述源极金属填充于第一源极接触孔内，并覆盖相应的绝缘介质层上；源极金属与第一导电类型源极区及第二导电类型阱层欧姆接触，且源极金属与元胞沟槽内的导电多晶硅通过绝缘介质层相绝缘隔离。