[發明專利]一種功率場效應晶體管的結構與制備方法

有效

• 申請號: 201210490394.4
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103839999A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 蘇冠創
• 申請（專利權）人: 深圳市力振半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種半導體功率器件的基本單元是橫向雙擴散場效應晶體管(LDMOS)，基本單元用來組成半導體功率器件，這基本單元包括以下部分：

(1)N型襯底上是外延層，導電溝道在外延層表面，溝道的一端經N型輕摻雜漏區(LDD)連接至N型漏區，溝道的另一端經N型輕摻雜漏區(LDD)連接至N型源區，在LDD區處加入電壓浮動并與LDD區相反的摻雜區，多晶硅柵層之下為柵介質層，柵介質層之下為P型基區，多晶硅柵層和柵介質層會與柵極層下導電溝道兩旁的N型區稍為交疊，交疊度寬小于1um；

(2)漏區處有一導電深溝槽連接漏極區的LDD至襯底，導電深溝槽側壁是一N型摻雜層；

(3)源區處有接觸孔溝槽穿過N型源區至P型區，在溝槽底有一P⁺摻雜區，濃度范圍是1e14/cm³至5e15/cm³，源區處的接觸孔填上金屬插塞；

(4)外延層表面上有層間介質，層間介質上為源極金屬和柵極金屬布線；

(5)完成前度工序的硅片研磨至小于250um厚，在背表面沉積多層金屬。

2.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件的基本單元，其中基本單元部分(1)中的N型源區處的LDD區沒有加入電壓浮動并與LDD區相反的摻雜區。

3.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件的基本單元，其中基本單元部分(1)中的柵極層下近漏區處與漏區處下沒有P型基區。

4.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件的基本單元，其中，多晶硅柵層是高摻雜的，多晶硅摻雜濃度為R_S=5Ω/□至100Ω/□(方阻)，多晶硅柵層可被金屬化，如在多晶硅層表面形成鈷化硅(CoSi)，鈦化硅(TiSi)或鎢化硅(WSi)等，柵介質層的介質可以是氧化層。

5.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件的基本單元，其中，N型襯底是高摻雜的，濃度高于1e19/cm³，其上的外延層可以是N型也可以是P型，濃度范圍是1el4/cm³至5e16/cm³。

6.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件的基本單元，其中，漏區處的導電深溝槽可以由高摻雜的多晶硅形成，多晶硅摻雜濃度為R_S=5Ω/□至100Ω/□(方阻)；導電深溝槽也可以由金屬插塞形成，金屬插塞材料可以由鈦層/氮化鈦層和鎢組成，溝槽深度從外延層表面至襯底方向算起深度范圍為1um至5um；導電深溝槽也可以分為兩部分，底部分深度為3um至4.5um，由高摻雜的多晶硅形成，頂部分深度為0.5um至2.0um，由金屬插塞形成。

7.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件，這器件為縱向功率器件，導電溝道在外延層表面，它由根據權利要求1所述的基本單元(LDMOS)組成。

8.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件，這器件為縱向功率器件，它由根據權利要求1所述的基本單元(LDMOS)與溝槽式場效應晶體管在芯片內集成在一起來組成，其中源極的連接是透過各自的源極接觸孔溝槽交疊來形成；漏極的連接是用一導電深溝槽把橫向的場效應晶體管在外延層表面的漏區延伸至襯底與溝槽式晶體管在襯底的漏區連接起來，柵極的連接是透過圖版設計把各自的柵極布線連接起來和引至器件的柵極金屬墊層。

9.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件，這器件為一種芯片尺寸封裝功率器件，它的柵極，源極和漏極都在器件芯片的表面上，這器件由根據權利要求1所述的基本單元(LDMOS)組成。

10.根據權利要求1所述的一種半導體功率器件，這器件為一種芯片尺寸封裝功率器件，它的柵極，源極和漏極都在器件芯片的表面上，這器件由根據權利要求1所述的基本單元(LDMOS)與溝槽式場效應晶體管在芯片內集成在一起來組成。