[發明專利]功率IC器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200780011981.8
• 申請日: 2007-03-20
• 公開（公告）號: CN101416313A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: A·O·阿丹;菊田光洋
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L21/336;H01L21/8234;H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王 岳;王小衡

技術領域

本發明涉及一種功率IC器件及其制造方法，其中，該功率IC器件是通過在同一個芯片上形成溝槽型功率MOS(Metal?OxideSemiconductor：金屬氧化物半導體)晶體管和CMOS(ComplementaryMetal?Oxide?Semiconductor：互補性金屬氧化物半導體)晶體管所得到的IC器件，上述溝槽型功率MOS晶體管主要用于高電壓開關、高電流開關或者作為繼電器的負載開關等，上述高電壓開關、高電流開關用于進行電源供給和電源轉換，上述CMOS晶體管例如用于控制上述溝槽型功率MOS晶體管。

這里，“溝槽型功率MOS晶體管”是指，利用在芯片表面形成的溝槽，換言之，利用從表面起進行刻挖而得到的溝槽所形成的功率MOS晶體管。

另外，“功率IC器件”是指，由功率MOS晶體管和CMOS晶體管構成的器件。

背景技術

功率IC(Integrated?Circuit：半導體集成電路)器件由于要進行功率管理以及功率控制，所以，其由可操作高電流、高電壓的功率MOS晶體管及其控制電路的構成。

特別是由于DMOS(Double?Diffused?Metal?Oxide?Semiconductor：雙重擴散MOS)晶體管可操作在電源供給和馬達控制時所需的高功率，所以，作為有效的功率MOS晶體管受人矚目。

有關上述功率IC器件，例如，如圖7所示，在專利文獻1中揭示了一種由DMOS晶體管和用于控制該DMOS晶體管的CMOS晶體管所構成的功率IC器件。

在上述功率IC器件中，為提高集成效率，換而言之，為更有效地利用硅晶圓的表面，以溝槽型功率MOS晶體管作為DMOS晶體管等功率MOS晶體管的方法較為有效。

這里，“上述溝槽型功率MOS晶體管”是指，利用在芯片表面形成的溝槽，換而言之，利用從表面起進行刻挖而得到的溝槽所形成的功率MOS晶體管。

該溝槽型功率MOS晶體管，也可適用于這樣的結構，即，與專利文獻1中所揭示的器件結構相同的器件結構。也就是說，在相同芯片上形成溝槽型功率MOS晶體管和用于控制該溝槽型功率MOS晶體管的COMS晶體管。

另外，以溝槽型功率MOS晶體管作為功率MOS晶體管，可以提高功率IC的集成效率。其理由是由于，較之于DMOS晶體管，溝槽型功率MOS晶體管在硅晶圓表面所占面積較小。

另外，還有其他功率IC器件。其不同于功率MOS晶體管和控制用CMOS晶體在同一芯片上形成的結構，而是以降低制造成本為目的，例如，在各個不同的芯片上形成各晶體管后再組裝到同一封裝中的結構。

專利文獻1：美國專利第4795716號說明書(1989年1月3日專利)

發明內容

但是，在現有的功率IC器件以及其制造方法中，各種結構均存在功率IC器件的制造成本較高這樣的問題。

具體來說，該問題是由于控制用CMOS晶體管和溝槽型功率MOS晶體管分別通過不同的制造工序來制造，從而導致功率IC器件的制造成本增高。

該問題不僅發生在各晶體管分別在不同芯片上形成時的情況，同樣也發生在各晶體管在相同芯片上形成時的情況。

即，各晶體管雖然在相同的芯片上形成，但在該制造工序中，兩晶體管的形成并沒有共通的工序(共通工序)。其原因在于：溝槽型功率MOS晶體管和一般作為控制用CMOS晶體管而利用的表層溝道CMOS晶體管兩者的疊層方法不同。這里，“表層溝道CMOS晶體管”是指，其溝道電流在平行于芯片表面的方向上流動的CMOS晶體管。

本發明是鑒于上述課題而開發的，其目的在于，提供一種在同一芯片上形成溝槽型功率MOS晶體管和表層溝道CMOS晶體管時可降低制造成本的功率IC器件以及其制造方法。

為解決上述課題，本發明的功率IC器件是在同一芯片上形成表層溝道CMOS晶體管和溝槽型功率MOS晶體管的功率IC器件，上述溝槽型功率MOS晶體管的源區和上述表層溝道CMOS晶體管的柵極被設置在同一平面上。

另外，為解決上述課題，本發明的功率IC器件的制造方法是在同一晶圓(Wafer)上形成表層溝道CMOS晶體管和溝槽型功率MOS晶體管的功率IC器件的制造方法，其特征在于：在同一制造工序中形成上述表層溝道CMOS晶體管的柵極和上述溝槽型功率MOS^-晶體管的源區。