[發(fā)明專利]可應(yīng)用于高頻的功率金氧半場效晶體管組件結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680015767.5
• 申請日: 2006-05-09
• 公開（公告）號: CN101542738A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安荷·叭剌
• 申請（專利權(quán)）人: 萬國半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/76
• 分類號: H01L29/76;H01L29/94;H01L31/062;H01L31/113;H01L31/119
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 白璧華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)一種半導(dǎo)體切換組件的架構(gòu)及其制作流程，特別是有關(guān)一種新式且改良的組件結(jié)構(gòu)及其制作流程，是為可應(yīng)用于高頻的功率切換組件。?

背景技術(shù)

對于高頻的功率切換組件的需求相當(dāng)大之際，現(xiàn)有技術(shù)的功率切換組件結(jié)構(gòu)與制造流程卻仍受限于功率晶體管中的柵極與漏極之間的速度限制電容，例如：金氧半場效晶體管(MOSFET)與絕緣柵極雙載子晶體管(IGBT)。因此，尤其是利用高頻切換的電源裝置來提供大范圍的電源給電子組件的情況下，克服上述的限制已經(jīng)成為重要的課題。?

請如圖1A至圖1D，其是為現(xiàn)有技術(shù)，且圖1B與圖1D中是表示降低的柵極-漏極電容，且分別是相對應(yīng)于圖1A中典型的平面雙擴散金氧半(planar?DMOS)胞與圖1C中的溝槽雙擴散金氧半(trenched?DMOS)胞。特別地，一形成于梯形柵極下方的梯形柵極介電層，其是厚于一般柵極氧化層的厚度。而柵極-漏極電容可被降低是由于在柵極與漏極之間的梯形柵極氧化層具有較厚的厚度，至于在圖1D中的溝槽雙擴散金氧半胞，相同地，在溝槽底部形成一具有較厚的柵極氧化層，是可降低柵極-漏極的電容。然而，這種的結(jié)構(gòu)仍舊具有問題及限制，其中，梯形柵極氧化的設(shè)計上，是因為其制程并非自我對準(zhǔn)，因此，面臨到難以縮小雙擴散金氧胞尺寸的難題；在實行形成梯形柵極與梯形介電質(zhì)、柵極電極的制程中，則會受到微影制程的誤對準(zhǔn)影響，因而組件的尺寸是需要加大，以允許梯形柵極與梯形介電層之間的誤對準(zhǔn)公差值；二個問題則是此種具有較厚的梯形介電層設(shè)計，是可降低漏極面積下梯形介電區(qū)載子累積，卻增加了組件的漏極-源極導(dǎo)通阻抗(Rdson)，再者，反向電容的降低是受限于梯形介電質(zhì)的厚度，尤其是在具有較厚溝槽氧化信道的梯形組件中，厚的底部氧化物的生成是為困難的，且在溝槽底部的氧化物厚度的增加亦會降低厚氧化物下方漏極區(qū)域內(nèi)的載子累積量，因而增加了組件導(dǎo)通時的漏極-源極導(dǎo)通阻抗。?

在另一篇美國發(fā)明專利5,894,150號中，Hshieh等人公開一種分離柵極的架構(gòu)以達到降低柵極-漏極電容的目的，請如圖1E所示，一雙擴散金氧半胞的柵極是分裂成兩部分，由于此分離柵極的架構(gòu)是可消除來自柵極-漏極覆蓋區(qū)域?qū)艠O-漏極電容的影響，以降低柵極-漏極電容。十分清楚地，由Hshieh等人所揭露的分離柵極結(jié)構(gòu)確實對于降低柵極-漏極電容有所幫助，然而，在此種分離柵極結(jié)構(gòu)中，部分在柵極電極與連接在漏極電極的磊晶層之間的邊緣電場，是仍舊會發(fā)生有耦合的情形，因此，針對消除來自柵極與漏極之間因耦合而產(chǎn)生的邊緣電容，仍需要進一步的改善。?

Baliga在專利5,998,833號中公開了另一種雙擴散金氧胞，請如圖1F所示，其是將源極電極形成在一溝槽柵極的下方以用來降低柵極-漏極電容，此形成在溝槽柵極下方的源極電極是可提供遮蔽效應(yīng)，然而，相似于圖1E中所提供的結(jié)構(gòu)，在柵極電極與連接在漏極電極的磊晶層之間，仍存在有邊緣電容，因此，仍需要進一步降低柵極-漏極電容以達到改善高頻切換的表現(xiàn)。?

因此，在現(xiàn)有技術(shù)中仍需要提供改善組件結(jié)構(gòu)與制造方法，以使金氧半場效晶體管組件可具有更低的柵極-漏極電容，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所遭遇到的限制。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在提供一種改良的金氧半場效晶體管組件并具有一降低的柵極-漏極電容，其是由一特殊結(jié)構(gòu)的柵極，以降低柵極-漏極覆蓋區(qū)域的電容，此特殊結(jié)構(gòu)的柵極是可為一分離閘，其是具有一插入孔，用以沉積一源極金屬于孔的凹穴中，且更由預(yù)先定義好厚度的介電層以將此柵極予以隔離來降低輸入與回饋電容、改善瞬變電流效率，以提供較好的?切換表現(xiàn)。?

本發(fā)明的目的是提供一種改良的金氧半場效晶體管組件并具有一獨特結(jié)構(gòu)，其是由插設(shè)一源極金屬至一柵極電集中，以達成減少柵極與漏極之間覆蓋區(qū)域，并同時防止柵極與柵極下方磊晶層之間的電場耦合，因此，顯著地降低柵極-漏極的電容。本發(fā)明的改良切換組件是可達成較高的切換速度與較低的瞬變電流損失。?