[發明專利]具有平面狀通道的垂直功率金氧半場效晶體管元胞

有效

• 申請號: 201480002340.6
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN105431946B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 曾軍;穆罕默德·恩·達維希;蒲奎;蘇世宗
• 申請（專利權）人: 馬克斯半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/732;H01L21/8224
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 宋菲;劉云貴

1.一種具有平面狀通道的垂直功率金氧半場效晶體管元胞，其特征在于，包括：

半導體基板，具有在其底面的第一電極；

第一層，為第一導電性類型且位于該基板上方，該第一層具有第一摻雜濃度；

第二層，為該第一導電性類型且位于該第一層上方，該第二層具有高于該第一摻雜濃度的第二摻雜濃度，該第二層具有一頂面；

第三層，為該第一導電性類型且位于該第一層與該第二層之間，并設置于通道下方；第四層，為第二導電性類型且于該第三層的相對側來橫向地靠合該第三層，該第三層與第四層中的摻雜濃度高于該第一摻雜濃度；

凹槽，曝露該第二層的垂直側壁；

井區，為該第二導電性類型且位于該第二層的頂面，該井區具有一頂面；

第一區，為該第一導電性類型且位于該井區的頂面，其中該第一區與該井區的一邊緣之間的區域包括用于借由一柵極來反型的通道；

導電柵極，重疊于該通道，當該柵極被偏壓高于一臨界電壓時，該導電柵極于該第一區與該第二層之間創造一橫向導電路徑；

垂直場板，面向該第二層的垂直側壁并且自該垂直側壁絕緣，該垂直場板深于該井區；以及

第二電極，其電性地接觸該井區與該第一區，其中當一電壓被施加在該第一電極與該第二電極之間以及該柵極被偏壓高于該臨界電壓時，一橫向電流穿過該通道來流動，并且一實質垂直電流流動于該通道與該基板之間；

其中該第四層包括于該井區下方的第一部分，該第一部分以該第三層來被靠合于相對橫向側。

2.如權利要求1所述的晶體管元胞，其特征在于，還包括第五層，為第二導電性類型且位于該凹槽下方并橫向地相鄰于該第二層。

3.如權利要求2所述的晶體管元胞，其特征在于，該第五層靠合于該第四層。

4.如權利要求2所述的晶體管元胞，其特征在于，該第一層垂直地自該第四層分開。

5.如權利要求2所述的晶體管元胞，其特征在于，該柵極具有第一部分、第二部分與第三部分，該第一部分與該通道重疊，該第二部分面向該第二層的垂直側壁以作為該垂直場板，該三部分與該第五層重疊，其中該柵極與該通道之間、與該垂直側壁之間，以及與該第五層之間的介電層的厚度相等。

6.如權利要求2所述的晶體管元胞，其特征在于，該柵極具有第一部分、第二部分與第三部分，該第一部分與該通道重疊，該第二部分面向該第二層的垂直側壁以作為該垂直場板，該三部分與該第五層重疊，其中該柵極與該通道之間的介電層的厚度小于該柵極與該第五層之間的介電層的厚度。

7.如權利要求2所述的晶體管元胞，其特征在于，該柵極具有第一部分、第二部分與第三部分，該第一部分與該通道重疊，該第二部分面向該第二層的垂直側壁以作為該垂直場板，該三部分與該第五層重疊，其中該柵極與該垂直側壁間之間具有介電層的多種厚度。

8.如權利要求1所述的晶體管元胞，其特征在于，該第一部分延伸至該井區。

9.如權利要求8所述的晶體管元胞，其特征在于，第五層為該第一導電性類型，被形成以靠合該第四層的橫向側并且靠合該第四層的底面。

10.如權利要求1所述的晶體管元胞，其特征在于，還包括第五層，為該第一導電性類型且位于該井區與該第二層之間，該第五層具有高于該第二層的摻雜濃度的摻雜濃度。

11.如權利要求1所述的晶體管元胞，其特征在于，還包括：

第五層，為該第一導電性類型且位于該第三層下方；以及

第六層，為該第二導電性類型且于該第五層的相對側來橫向地靠合該第五層，該第六層位于該第四層下方，該第五層與該第六層的摻雜濃度高于該第一摻雜濃度。

12.如權利要求1所述的晶體管元胞，其特征在于，該基板為該第一導電性類型，并且該晶體管為金氧半場效晶體管。