一种SGT器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体器件制造的，特别涉及一种sgt器件及其制备方法。

背景技术：

1、在功率半导体器件中，屏蔽栅沟槽mosfet（sgt mos）因具有低导通电阻和低栅漏电容等优势，被广泛应用于高频开关电源和电机驱动等场合。开关损耗是制约其高频化发展的主要因素，而输入电容ciss（ciss=cgs+cgd）的大小直接决定了开关速度和驱动损耗。

2、传统sgt结构通过在沟槽下部引入接源极电位的屏蔽电极，有效屏蔽了栅极与漏极之间的耦合，大幅降低了栅漏电容cgd，但整体输入电容ciss依然偏大。这主要归因于栅极多晶硅与n+源区之间存在较大的交叠面积，形成了可观的栅源电容cgs；同时，栅极多晶硅与下方屏蔽多晶硅之间仅由一层薄极间介质隔离，由此产生的寄生电容同样并联在栅源两端，导致总ciss进一步增加。在高频开关过程中，较高的ciss需要驱动电路提供更大的峰值电流进行充放电，不仅加重驱动损耗，还会加剧米勒效应，使开关速度受限，系统效率下降。

3、随着导通电阻，通流能力，散热等要求的变高，芯片面积增大，寄生电容进一步增大。因此，亟需开发一种新型sgt mos结构，在保持屏蔽栅优势的同时有效减小输入电容，从而降低开关损耗，满足高频高效功率变换的需求。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种sgt器件及其制备方法，旨在在保持屏蔽栅优势的同时有效减小输入电容。

2、根据本发明实施例当中的一种sgt器件，包括栅极，以及与所述栅极通过氧化层间隔的屏蔽栅；

3、其中，所述屏蔽栅靠近所述栅极的一侧开设凹槽，所述氧化层包括设于所述凹槽内第一氧化层和由所述第一氧化层朝所述栅极方向延伸出第二氧化层。

4、优选的，所述凹槽的宽度为0.1μm~0.3μm。

5、优选的，所述凹槽的深度为0.5μm~2μm。

6、优选的，所述第二氧化层的厚度为2000å~5000å。

7、优选的，还包括具有沟槽的外延层、设置在沟槽内的所述栅极和所述屏蔽栅、以及在所述外延层远离沟槽底部的一侧依次掺杂得到的p型层和n型层，其中，所述栅极上边缘与所述沟槽上边缘平齐，沟槽内除所述栅极和所述屏蔽栅所在区域外，填充有氧化物。

8、优选的，所述沟槽与所述屏蔽栅之间的第三氧化层的厚度为5600å~6500å。

9、优选的，所述屏蔽栅上边缘距离所述沟槽上边缘1μm~1.5μm。

10、优选的，所述栅极与所述沟槽侧壁之间的第四氧化层的厚度为400å~600å。

11、优选的，所述栅极和所述屏蔽栅均为多晶硅。

12、根据本发明实施例当中的一种sgt器件的制备方法，用于制备上述的sgt器件，所述方法包括：

13、提供具有沟槽的外延层，在沟槽中进行热氧化处理，得到第一初始氧化层；

14、在第一初始氧化层形成的沟槽中沉积初始屏蔽栅，对所述初始屏蔽栅进行整体回刻；

15、在整体回刻后的屏蔽栅的基础上，将屏蔽栅的中间区域回刻至预设深度，形成所述凹槽；

16、在屏蔽栅上进行氧化层沉积，得到第二初始氧化层；

17、将第二初始氧化层进行回刻，得到所述第一氧化层和所述第二氧化层，并进行热氧化处理，得到第四氧化层；

18、在所述第二氧化层和所述第四氧化层形成的沟槽中沉积多晶硅，形成栅极。

19、本发明实施例提供的一种sgt器件及其制备方法，通过设置栅极，以及与所述栅极通过氧化层间隔的屏蔽栅；其中，所述屏蔽栅靠近所述栅极的一侧开设凹槽，所述氧化层包括设于所述凹槽内第一氧化层和由所述第一氧化层朝所述栅极方向延伸出第二氧化层，具体的，由于减少了屏蔽栅上方位置的栅多晶硅宽度，此部分宽度由氧化层代替，减小了屏蔽栅与栅极的交叠面积，减小了寄生电容cgs，因此减小了输入电容ciss，且屏蔽栅上方的侧壁保留了屏蔽栅多晶硅，不会影响屏蔽栅的横向辅助耗尽。

1.一种sgt器件，其特征在于，包括栅极，以及与所述栅极通过氧化层间隔的屏蔽栅；

2.根据权利要求1所述的sgt器件，其特征在于，所述凹槽的宽度为0.1μm~0.3μm。

3.根据权利要求2所述的sgt器件，其特征在于，所述凹槽的深度为0.5μm~2μm。

4.根据权利要求3所述的sgt器件，其特征在于，所述第二氧化层的厚度为2000å~5000å。

5.根据权利要求1至4任一项所述的sgt器件，其特征在于，还包括具有沟槽的外延层、设置在沟槽内的所述栅极和所述屏蔽栅、以及在所述外延层远离沟槽底部的一侧依次掺杂得到的p型层和n型层，其中，所述栅极上边缘与所述沟槽上边缘平齐，沟槽内除所述栅极和所述屏蔽栅所在区域外，填充有氧化物。

6.根据权利要求5所述的sgt器件，其特征在于，所述沟槽与所述屏蔽栅之间的第三氧化层的厚度为5600å~6500å。

7.根据权利要求6所述的sgt器件，其特征在于，所述屏蔽栅上边缘距离所述沟槽上边缘1μm~1.5μm。

8.根据权利要求7所述的sgt器件，其特征在于，所述栅极与所述沟槽侧壁之间的第四氧化层的厚度为400å~600å。

9.根据权利要求8所述的sgt器件，其特征在于，所述栅极和所述屏蔽栅均为多晶硅。

10.一种sgt器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至9任一项所述的sgt器件，所述方法包括：