[實用新型]半導體裝置

有效

• 申請號: 201320465514.5
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN203659875U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: B·帕德瑪納伯翰;P·溫卡特拉曼
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳華成

技術領域

本文件一般涉及半導體裝置，且更具體來說，涉及場效應晶體管(FET)結構和制造方法。?

背景技術

電子系統（包括便攜式電子系統）通常由電源的各種組合供電。這些電源中的一些已包括經由交流/直流變換器或電池充電器操作的一個或多個電池和AC壁裝電源插座。電子系統的用戶期待安全措施以防止在反向電池安裝、錯誤的變換器或充電器安裝、意外短路和其它形式的不當操作的情形下損壞系統的內部電子裝置。為了保護電子系統不發生這種損壞，常規開關的一些制造商已并入不同的開關網絡來控制系統內的功率流。作為實例，如果在為二次電池充電時從一次電池供電常規開關系統，那么關閉一些開關的同時打開其它開關。在另一模式中，開關可能被反向。通常，這些開關網絡包括功率金屬氧化物半導體場效應晶體管（功率MOSFET）。為了在所有模式中有效，開關網絡一般在兩個方向上傳導和阻擋。然而，功率MOSFET只可以在一個方向上阻擋電壓。因此，為了確保反向電流和反向偏壓足夠低以防止損壞系統，通常串聯連接兩個功率MOSFET以充當一個開關。兩個功率MOSFET通常和綁在一起的其漏極一起使用以使得在柵電壓為零時，至少一個裝置阻擋施加在兩個晶體管上的電壓，而不管極性如何。該設置的主要缺點為背對背功率MOSFET串聯布置使裝置的導通電阻和芯片面積加倍，由此使裝置的比導通電阻成四倍。?

因此，需要具有一種減少導通電阻并且制造起來節省成本的單片雙向開關。?

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題之一是減小半導體裝置的導通電阻。本實用新型所要解決的技術問題中的另一個是使半導體裝置制造起來節省成本。?

根據本實用新型的一個方面，提供一種半導體裝置，其包括：第一導電類型的半導體材料的區域，其具有主要表面；溝槽，其從所述主要表面延伸到所述半導體材料的區域中；第一介電層，其形成在所述溝槽內并且鄰近所述溝槽的側壁表面，其中所述第一介電層包括第一屏蔽層、柵極層和第二屏蔽層；第一屏蔽電極，其在所述溝槽的底部中、覆蓋在所述第一介電層的部分上面并且通過所述第一屏蔽層與所述溝槽的所述側壁表面間隔開；柵極，其在所述溝槽中、覆蓋在所述第一屏蔽電極上面并且通過所述柵極層與所述溝槽的所述側壁表面間隔開；第二屏蔽電極，其在所述溝槽中、覆蓋在所述柵極上面并且通過所述第二屏蔽層與所述溝槽的所述側壁表面間隔開；以及第二導電類型的體區，其形成在所述半導體材料的區域內、鄰近所述柵極、通過所述柵極層與所述柵極間隔開并且與所述主要表面間隔開。?

優選地，所述第一屏蔽電極、所述柵極和所述第二屏蔽電極形成單個多晶硅結構。?

優選地，所述第一屏蔽層的厚度和所述第二屏蔽層的厚度大于所述柵極層的厚度。?

優選地，使所述第一屏蔽層的所述厚度從所述第一屏蔽電極的下表面處的較厚部分逐漸變細成為接近所述第一屏蔽電極與所述柵極匯合的點的較薄部分，并且其中使所述第二屏蔽層的所述厚度從所述第二屏蔽電極的上表面處的較厚部分逐漸變細成為接近所述柵極與?所述第二屏蔽電極匯合的點的較薄部分。?

優選地，所述第一屏蔽層的所述厚度以階梯方式從所述第一屏蔽電極的下表面處的較厚部分減小到接近所述第一屏蔽電極與所述柵極匯合的點的較薄部分，并且其中所述第二屏蔽層的所述厚度以階梯方式從所述第二屏蔽電極的上表面處的較厚部分減小到接近所述柵極與所述第二屏蔽電極匯合的點的較薄部分。?

優選地，所述半導體裝置進一步包括：第二介電層，其在所述第一屏蔽電極與所述柵極之間延伸；以及第三介電層，其在所述柵極與所述第二屏蔽電極之間延伸。?

優選地，所述半導體裝置進一步包括所述第一導電類型的半導體材料的接觸區，半導體材料的所述接觸區鄰近所述半導體材料的區域的所述主要表面并且在所述半導體材料的區域內。?

優選地，第一導電類型的所述半導體材料的區域的摻雜濃度從所述半導體材料的區域的基座處的較高摻雜濃度變化到所述半導體材料的區域的中點處的較低摻雜濃度到所述半導體材料的區域的所述主要表面處的較高摻雜濃度。?

優選地，所述第一屏蔽層的厚度和所述第二屏蔽層的厚度大于所述柵極層的厚度。?

優選地，使所述第一屏蔽層的厚度從所述第一屏蔽電極的下表面處的較厚部分逐漸變細成為所述第一屏蔽電極的上表面處的較薄部分，并且其中使所述第二屏蔽層的厚度從所述第二屏蔽電極的上表面處的較厚部分逐漸變細成為所述第二屏蔽電極的下表面處的較薄部分。?