[發(fā)明專利]溝渠式功率元件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310244133.9
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN104241344B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 李柏賢
• 申請（專利權）人: 大中積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李靜

1.一種溝渠式功率元件，其特征在于，所述溝渠式功率元件包括：

一基材，所述基材界定有一晶胞區(qū)、一終端區(qū)、及一通道終止區(qū)，且所述終端區(qū)位于所述晶胞區(qū)與所述通道終止區(qū)之間，所述基材包括一基底及形成在所述基底上的一半導體層，其中，所述半導體層包含：

一磊晶層，位于所述基底上，且所述磊晶層的導電型態(tài)與所述基底的導電型態(tài)相同；

一基體摻雜區(qū)，所述基體摻雜區(qū)抵接于所述磊晶層，且所述基體摻雜區(qū)位于所述晶胞區(qū)內的所述半導體層并遠離所述基底，所述基體摻雜區(qū)的導電型態(tài)不同于所述磊晶層的導電型態(tài)；

一源極/漏極區(qū)，所述源極/漏極區(qū)抵接于所述基體摻雜區(qū)，并且所述源極/漏極區(qū)位于所述晶胞區(qū)內的所述半導體層并遠離所述基底；及

一接觸摻雜區(qū)，所述接觸摻雜區(qū)抵接于所述基體摻雜區(qū)且部分地位于所述基體摻雜區(qū)外，所述接觸摻雜區(qū)位于所述源極/漏極區(qū)正投影于所述基體摻雜區(qū)的部位外側；

一溝渠式柵極結構，所述溝渠式柵極結構埋置于所述晶胞區(qū)內的所述半導體層，且所述溝渠式柵極結構穿過所述源極/漏極區(qū)與所述基體摻雜區(qū)并延伸埋設于所述磊晶層；

一溝渠式源極結構，所述溝渠式源極結構埋置于所述晶胞區(qū)內的所述半導體層且與所述溝渠式柵極結構呈彼此間隔設置，所述溝渠式源極結構穿過所述基體摻雜區(qū)并延伸埋設于所述磊晶層，且所述溝渠式源極結構的遠離所述基底的部位抵接于所述接觸摻雜區(qū)，而所述溝渠式源極結構埋設于所述磊晶層的深度大于所述溝渠式柵極結構埋設于所述磊晶層的深度；以及

一接觸塞，所述接觸塞至少部分地容置于所述源極/漏極區(qū)與所述接觸摻雜區(qū)所包圍的空間，且所述接觸塞抵接于所述源極/漏極區(qū)以及所述接觸摻雜區(qū)；

其中，所述源極/漏極區(qū)相對于所述接觸塞的電位等同于所述基體摻雜區(qū)與所述溝渠式源極結構分別通過所述接觸摻雜區(qū)而相對于所述接觸塞的電位。

2.根據(jù)權利要求1所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述溝渠式柵極結構具有一柵極介電層與一柵極導電層，所述柵極介電層呈槽狀且所述柵極介電層的外緣抵接于所述磊晶層、所述基體摻雜區(qū)、及所述源極/漏極區(qū)，而所述柵極導電層容置于所述柵極介電層所包圍的空間，且所述柵極導電層的頂面低于所述半導體層的遠離所述基底的表面。

3.根據(jù)權利要求2所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述溝渠式源極結構具有一源極介電層與一源極導電層，所述源極介電層呈槽狀且所述源極介電層的外緣抵接于所述磊晶層、所述基體摻雜區(qū)、及所述接觸摻雜區(qū)的位于所述基體摻雜區(qū)之外的部位，而所述源極導電層容置于所述源極介電層所包圍的空間，且所述源極導電層的頂面抵接于所述接觸摻雜區(qū)的位于所述基體摻雜區(qū)之外的部位并低于所述柵極導電層的頂面。

4.根據(jù)權利要求3所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述源極介電層的厚度大于所述柵極介電層的厚度，且所述源極介電層的介電系數(shù)等于所述柵極介電層的介電系數(shù)。

5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述半導體層進一步包含有一底摻雜區(qū)，所述底摻雜區(qū)位于所述晶胞區(qū)且抵接于所述溝渠式源極結構的遠離所述接觸塞的部位，且所述底摻雜區(qū)的導電型態(tài)與所述磊晶層的導電型態(tài)相同。

6.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述溝渠式功率元件進一步包含一高密度等離子絕緣層，所述高密度等離子絕緣層埋置于所述磊晶層內，且所述高密度等離子絕緣層位于所述晶胞區(qū)并抵接于所述柵極介電層的槽底部位，所述高密度等離子絕緣層的厚度大于所述柵極介電層的厚度。

7.根據(jù)權利要求6所述的溝渠式功率元件，其特征在于，所述溝渠式源極結構埋設于所述磊晶層的深度大于所述高密度等離子絕緣層位于所述磊晶層的深度。