[實用新型]利用電荷耦合實現耐壓的功率MOS器件

有效

• 申請號: 201520191576.0
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN204497236U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;張濤

1.一種利用電荷耦合實現耐壓的功率MOS器件，在所述功率MOS器件的俯視平面上，包括位于半導體基板的有源區和終端保護區，所述有源區位于半導體基板的中心區，終端保護區位于有源區的外圈并環繞包圍所述有源區，終端保護區內包括鄰接有源區的耐壓保護區；在所述功率MOS器件的截面上，所述半導體基板包括位于上方的第一導電類型漂移區以及位于下方的第一導電類型襯底，所述第一導電類型襯底鄰接第一導電類型漂移區，第一導電類型漂移區的上表面形成半導體基板的第一主面，第一導電類型襯底的下表面形成半導體基板的第二主面；其特征是：

在所述功率MOS器件的俯視平面上，耐壓保護區內包括至少一個耐壓環，耐壓保護區內鄰近有源區的耐壓環形成連接耐壓環；

在所述功率MOS器件的截面上，連接耐壓環采用溝槽結構，所述連接耐壓溝槽由第一主面垂直向下延伸，連接耐壓溝槽的延伸深度小于第一導電類型漂移區的厚度，連接耐壓溝槽的內壁及底壁覆蓋有耐壓絕緣氧化層，在覆蓋有耐壓絕緣氧化層的連接耐壓溝槽內填充有耐壓導電多晶硅；在連接耐壓溝槽的槽口上方設有絕緣介質層，且所述絕緣介質層還覆蓋在終端保護區第一主面上的耐壓絕緣氧化層上，在所述絕緣介質層上設置耐壓區金屬；

在所述功率MOS器件的截面上，有源區內包括若干規則排布且相互平行分布的有源元胞，所述有源元胞采用溝槽結構，所述有源元胞溝槽從第一主面向下垂直向下延伸，有源元胞溝槽延伸的深度小于第一導電類型漂移層的厚度；在相鄰有源元胞溝槽間相對應的內側壁上覆蓋有絕緣柵氧化層，有源元胞溝槽的底壁以及剩余的側壁上覆蓋有元胞絕緣氧化層，且在有源元胞溝槽內還填充有元胞導電多晶硅以及與所述絕緣柵氧化層對應的柵極導電多晶硅，柵極導電多晶硅通過柵極絕緣氧化層與有源元胞溝槽的側壁連接，且柵極導電多晶硅通過絕緣柵氧化層分別與元胞導電多晶硅以及元胞絕緣氧化層相隔離；在相鄰有源元胞溝槽間相對應的外壁側上方設有第二導電類型阱區，在所述第二導電類型阱區內設有第一導電類型注入區，第一導電類型注入區以及第二導電類型阱區分別與對應的絕緣柵氧化層接觸連接，柵極導電多晶硅的底端位于第二導電類型阱區的下方，第一導電類型注入區以及第二導電類型阱區與有源區金屬歐姆接觸，有源區金屬通過絕緣介質層與柵極導電多晶硅相隔離；

有源區金屬與耐壓區金屬電連接，且有源元胞溝槽內的元胞導電多晶硅與連接耐壓溝槽內的耐壓導電多晶硅保持等電位。

2.根據權利要求1所述的利用電荷耦合實現耐壓的功率MOS器件，其特征是：在所述功率MOS器件的截面上，在連接耐壓溝槽的槽口上方覆蓋有連接導電多晶硅，所述連接導電多晶硅與連接耐壓溝槽內的耐壓導電多晶硅以及有源元胞溝槽內的元胞導電多晶硅相接觸后電連接，絕緣介質層覆蓋在連接導電多晶硅上，耐壓區金屬與連接導電多晶硅電連接。

3.根據權利要求1所述的利用電荷耦合實現耐壓的功率MOS器件，其特征是：在所述功率MOS器件的俯視平面上，有源區包括位于所述有源區最外圈的連接元胞環，有源區內規則排布且相互平行分布的有源元胞位于連接元胞環內，所述連接耐壓環與連接元胞環相平行；有源區內的有源元胞與連接元胞環相連；有源區內相互平行的有源元胞之間的間距相等。

4.根據權利要求3所述的利用電荷耦合實現耐壓的功率MOS器件，其特征是：在所述功率MOS器件的截面上，連接元胞環采用溝槽結構，所述連接元胞溝槽由第一主面垂直向下延伸，連接耐壓溝槽的延伸深度小于第一導電類型漂移區的厚度，連接元胞溝槽鄰近有源元胞溝槽一側上部的內側壁上覆蓋有絕緣柵氧化層，且連接元胞溝槽的底壁及剩余的側壁上覆蓋有元胞絕緣氧化層；連接元胞溝槽內填充有元胞導電多晶硅以及與絕緣柵氧化層相對應的柵極導電多晶硅，柵極導電多晶硅通過絕緣柵氧化層與連接元胞溝槽的側壁相接觸；

在所述功率MOS器件的截面上，在連接元胞溝槽遠離連接耐壓溝槽一側的外壁側上方設有第二導電類型阱區，第二導電類型阱區內設有第一導電類型注入區，所述第一導電類型注入區以及第二導電類型阱區均與絕緣柵氧化層相接觸，且柵極導電多晶硅的底部位于第二導電類型阱區的下方，第一導電類型注入區以及第二導電類型阱區均與有源區第一主面上的有源區金屬歐姆接觸，有源區金屬通過絕緣介質層分別與柵極導電多晶硅以及元胞導電多晶硅相隔離；連接元胞溝槽內的元胞導電多晶硅與連接耐壓溝槽內的耐壓導電多晶硅保持等電位。