[發明專利]具有沉積氧化物的溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管

無效

• 申請號: 200580037551.4
• 申請日: 2005-10-31
• 公開（公告）號: CN101164149A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: R·蒙哥馬利
• 申請（專利權）人: 國際整流器公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L31/119
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

相關申請

本申請基于2004年10月29日提交的名稱為“Trench?MOSFET?StructuresUsing?Deposited?Oxide?With?Spacers”的美國臨時申請No.60/623,679并且要求其優先權，其公開內容作為參考而結合于此。

技術領域

本發明涉及一種半導體設備并且尤其涉及溝槽型功率半導體設備。

背景技術

通常的溝槽型功率半導體設備包括在溝槽內部支持的柵極結構。所述柵極結構包括導電柵電極，通過絕緣體而絕緣于設備的半導體主體，這種絕緣體通常為二氧化硅。

如同所公知的，溝槽底部的高電場可能損害設備的整體性。為了克服該問題，在柵極下方溝槽底部處形成厚氧化物。

傳統的制造該厚氧化物的方法是通過對硅進行氧化而進行的。然而，氧化非常耗時，開且成本很高。并且，氧化消耗硅。因此，設備的單元屬性受到不利影響，從而對設備每單位面積的電流承載能力造成不利影響。

發明內容

本發明的一個目標是改進現有的設備和制造技術。

根據本發明一個實施方式的功率半導體設備包括半導體主體，該半導體主體包括具有一種導電性的漂移區以及在所述漂移區上具有另一種導電性的通道區；至少通過所述通道區在所述半導體主體中形成的柵極溝槽；設置在所述柵極溝槽底部的氧化體；形成在所述氧化體上的柵電極；以及介于所述柵極溝槽的側壁和所述柵電極之間的柵極氧化物。

根據本發明一個方面，所述氧化體為可沉積的二氧化硅(例如TEOS)；而所述柵極氧化物是使用氧化技術生成的。因此，在根據本發明的設備中，所述氧化體不如所述柵極氧化物緊致。

根據本發明另一個方面，根據本發明的設備包括場釋放溝槽，具有凹部的場氧化體，以及至少部分容納在所述凹部中的T形電極。所述T形電極延伸至柵電極的深度下方，并且電連接到所述設備的功率電極以提高設備的擊穿電壓。

應當注意，所述氧化體、場氧化體優選的均通過相同的可沉積氧化物(例如TEOS)而形成，并且均比所述柵極氧化物更厚。

為了制造根據本發明的設備，在半導體主體中形成溝槽，在溝槽底部沉積氧化體，并且在氧化體上形成電極。

根據本發明另一個方面，使用溝槽內的隔片以形成凹部，支持所述場釋放電極在所述柵電極深度以下的延伸。

本發明的其他特征和優點通過下面的參考附圖的詳細描述可以更加明白。

附圖說明

圖1顯示了根據本發明一個實施方式的設備的有源單元的截面圖；以及

圖2A-2Q圖形化顯示了制造根據本發明的設備的方法。

具體實施方式

參考圖1，根據本發明的功率半導體設備包括半導體主體10。半導體主體10優選的包括半導體基底12，可以為漂浮區型、單晶體、硅，以及附生的半導體主體14，例如在基底12上形成的附生硅。附生的半導體主體14包括漂移區16、通道區(有時稱為主體區)18以及通道區18上的導電區20。如同本領域公知的，漂移區16以及導電區20具有一種導電性，而通道區18具有另一種相反的導電性。因此，當漂移區16和導電區20為N型導電性時，通道區18為P型導電性，并且當漂移區16和導電區20為P型導電性時，通道區18為N型導電性。

根據優選實施方式的功率半導體設備為垂直導電型功率MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)。因此，基底12具有與漂移區16相同的導電性，盡管在通常情況下它與漂移區16相比更加高度摻雜。作為一個示例，圖1顯示了垂直導電型功率MOSFET，其中漂移區16為N型并且通道區18為P型，即N通道設備。通過逆轉N通道設備中各個區的極性可以獲得P通通設備。

根據本發明的設備包括柵極溝槽22，延伸通過至少通道區18。根據本發明，氧化物(例如二氧化硅)主體24設置在柵極溝槽22的底部。柵電極25(例如通過導電多晶硅形成)通過介于柵極溝槽22的側壁和通道區18之間的柵極氧化物28而間隔于通道區16。根據本設明一個方面，氧化體24被沉積，而柵極氧化物28被生成。例如，在優選實施方式中，氧化體24為沉積的TEOS，而柵極氧化物28通過柵極氧化工藝而生成。因此，根據本發明一個方面的氧化體24不如柵極氧化物28緊致。