[發(fā)明專利]帶有集成肖特基二極管的MOSFET

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410277657.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN104253164B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高立德;李亦衡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L29/06;H01L29/78;H01L21/329;H01L21/28
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙)31249
• 代理人: 張靜潔,徐雯瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及功率器件結(jié)構(gòu)以及制備器件的方法。確切地說，本發(fā)明是關(guān)于在含有有源和被動(dòng)器件的系統(tǒng)中集成肖特基二極管的配置方法，所有的器件都依據(jù)該方法制成。

背景技術(shù)

金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）用于放大或切換電子信號(hào)。用于功率切換的MOSFET器件有時(shí)也稱為功率MOSFET。功率MOSFET器件通常含有多個(gè)單獨(dú)的MOSFET結(jié)構(gòu)，排布在有源晶胞中。MOSFET器件的開關(guān)頻率受到器件性能（主要是電容）的限制，在特殊應(yīng)用的情況下，即直流-直流轉(zhuǎn)換器，在所有功率MOSFET器件結(jié)構(gòu)中寄生二極管的本征恢復(fù)。在后一種情況下，肖特基二極管通常與MOSFET器件并聯(lián)，以改善器件開關(guān)動(dòng)作的二極管恢復(fù)部分。另外，肖特基二極管還具有較低的正向二極管電壓降等優(yōu)勢(shì)，可抑制器件運(yùn)行時(shí)非開關(guān)部分的功率損耗。

然而，使用肖特基二極管與MOSFET器件并聯(lián)的確有一些不足之處。首先，肖特基二極管通常具有很高的反向偏置漏電流，對(duì)器件的性能產(chǎn)生不良的影響。另外，在MOSFET器件中集成肖特基二極管，使用了晶片中原本可以用于其他有源器件的寶貴空間。其次，由于必須使用額外的掩膜，制備肖特基二極管，因此集成肖特基二極管會(huì)增加制造MOSFET器件的成本。有必要提出一種具有最小漏電流的肖特基二極管，無需額外掩膜，就可以以空間形式集成在器件中。

正是在這一前提下，提出了本發(fā)明的實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種帶有集成肖特基二極管的MOSFET，降低肖特基二極管的漏電流，降低制造成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種肖特基結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是，其包含：

兩個(gè)形成在半導(dǎo)體材料中的溝槽，通過臺(tái)面結(jié)構(gòu)相互間隔開，其中每個(gè)溝槽都內(nèi)襯電介質(zhì)材料，其中第一部分導(dǎo)電材料沿每個(gè)溝槽的第一側(cè)壁沉積，第二部分導(dǎo)電材料沿每個(gè)溝槽的第二側(cè)壁沉積，其中第一和第二部分導(dǎo)電材料相互電絕緣；以及

一個(gè)或若干個(gè)肖特基接頭，形成在兩個(gè)溝槽的最外面?zhèn)缺谥g。

兩個(gè)上述溝槽形成在MOSFET器件的一有源區(qū)中。

上述第一溝槽中的第一部分導(dǎo)電材料維持在柵極電勢(shì)，第一溝槽中的第二部分導(dǎo)電材料維持在源極電勢(shì)，第二溝槽中的第一部分導(dǎo)電材料維持在源極電勢(shì)，第二溝槽中的第二部分導(dǎo)電材料維持在柵極電勢(shì)。

兩個(gè)上述溝槽形成在MOSFET器件的端接區(qū)中。

上述第一溝槽中的第一部分導(dǎo)電材料維持在柵極電勢(shì)，第一溝槽中的第二部分導(dǎo)電材料維持在源極電勢(shì)，第二溝槽中的第一部分導(dǎo)電材料維持在源極電勢(shì)，第二溝槽中的第二部分導(dǎo)電材料維持在漏極電勢(shì)。

兩個(gè)上述溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)寬度等于半導(dǎo)體材料中形成的器件溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)寬度。

兩個(gè)上述溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)寬度小于分隔器件溝槽的器件臺(tái)面結(jié)構(gòu)。

兩個(gè)上述溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)寬度在器件臺(tái)面結(jié)構(gòu)寬度的四分之一和四分之三之間。

上述肖特基接頭形成在兩個(gè)溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)中。

上述肖特基接頭還接觸臺(tái)面結(jié)構(gòu)附近的每個(gè)溝槽中的導(dǎo)電部分。

上述肖特基接頭形成在第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分之間的其中一個(gè)溝槽中。

上述肖特基接頭形成在第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分之間的兩個(gè)溝槽中。

至少一個(gè)上述肖特基接頭停用，通過用摻雜物選擇性地?fù)诫s半導(dǎo)體材料，防止形成肖特基二極管。

上述第一肖特基接頭形成在兩個(gè)溝槽之間的臺(tái)面結(jié)構(gòu)中，第二肖特基接頭形成在第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分之間的至少一個(gè)溝槽中。

上述第二肖特基接頭配置成為一個(gè)封閉式晶胞結(jié)構(gòu)。

上述肖特基結(jié)構(gòu)集成在雙極晶體管、絕緣柵雙極晶體管、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、電阻器或電容器中。

一種用于制備肖特基結(jié)構(gòu)的方法，其特點(diǎn)是，包含：

a）在臺(tái)面結(jié)構(gòu)分隔的半導(dǎo)體材料中制備兩個(gè)溝槽；

b）用電介質(zhì)材料內(nèi)襯溝槽的側(cè)壁和底面；

c）在溝槽中沉積導(dǎo)電材料，其中沉積的導(dǎo)電材料內(nèi)襯側(cè)壁和底面上的電介質(zhì)材料；

d）除去溝槽底面上的導(dǎo)電材料，其中第一部分導(dǎo)電材料仍然在每個(gè)溝槽的第一側(cè)壁上，其中第二部分導(dǎo)電材料仍然在每個(gè)溝槽的第二側(cè)壁上，其中導(dǎo)電材料的第一和第二部分導(dǎo)電材料相互電絕緣；

e）用溝槽填充絕緣材料，填充第一和第二部分導(dǎo)電材料之間的空間；并且

f）在兩個(gè)溝槽最外面的側(cè)壁之間，制備一個(gè)肖特基接頭。