[發明專利]溝槽金氧半導體元件及其制造方法

在審

• 申請號: 201810093147.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN109841611A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 陳勁甫
• 申請（專利權）人: 力祥半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 吳志紅;臧建明

本發明提供一種溝槽金氧半導體元件及其制造方法，其中上述溝槽金氧半導體元件包括基底、晶體管晶胞與終端區結構。基底具有位于有源區中的第一溝槽及位于終端區中的第二溝槽。晶體管晶胞位于有源區中。終端區結構位于終端區中。終端區結構包括第三電極、第一絕緣層、第一導電型的多個第一摻雜區與第二導電型的多個第二摻雜區。第三電極位于第二溝槽中，且包括延伸至基底的頂面上的延伸部。第一絕緣層包括位于第二溝槽中的第三電極與基底之間的部分及位于延伸部與基底的頂面之間的另一部分。第一導電型的第一摻雜區與第二導電型的第二摻雜區交互配置于延伸部中，而形成多個PN接面。上述溝槽金氧半導體元件可有效地減少處理數并降低制造成本。

技術領域

本發明涉及一種半導體元件及其制造方法，尤其涉及一種溝槽金氧半導體元件及其制造方法。

背景技術

在電源開關領域中，金氧半導體場效晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，MOSFET)已廣泛應用，其經由柵極接收控制信號，導通源極與漏極以達到電源開關的功能。當電源開關在使用時，常會因為外部靜電產生靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)導致元件擊穿或燒毀，故通常會在元件內設置靜電放電保護元件，以防止靜電放電造成的損害。

傳統靜電放電保護元件為獨立的齊納二極管(zener diode)結構，串聯配置于柵極的接觸窗與源極的接觸窗之間。然而，此結構需使用額外的處理來制作，導致制造成本增加。

發明內容

本發明提供一種溝槽金氧半導體元件及其制造方法，可有效地減少處理數并降低制造成本。

本發明提出一種溝槽金氧半導體元件，包括基底、晶體管晶胞與終端區結構。基底定義有有源區(active region)及終端區。基底具有位于有源區中的第一溝槽及位于終端區中的第二溝槽。晶體管晶胞位于有源區中。晶體管晶胞包括第一電極與第二電極。第一電極位于第一溝槽中。第二電極位于第一溝槽中，且位于第一電極上。基底、第一電極與第二電極彼此電性隔離。終端區結構位于終端區中。終端區結構包括第三電極、第一絕緣層、第一導電型的多個第一摻雜區與第二導電型的多個第二摻雜區。第三電極位于第二溝槽中，且包括延伸至基底的頂面上的延伸部。第一絕緣層包括位于第二溝槽中的第三電極與基底之間的部分，及位于延伸部與基底的頂面之間的另一部分。第一導電型的第一摻雜區與第二導電型的第二摻雜區交互配置于延伸部中，而形成多個PN接面。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的第一電極與第三電極可由同一道成膜處理所形成。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的晶體管晶胞還包括第二絕緣層。第二絕緣層位于第一電極與第一溝槽的表面之間。第一絕緣層與第二絕緣層可由同一道成膜處理所形成。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的第三電極可具有第一導電型。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的晶體管晶胞還可包括第三摻雜區與第四摻雜區。第三摻雜區與第四摻雜區可具有第二導電型。第三摻雜區與第四摻雜區分別位于第二電極的一側與另一側的基底中。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的晶體管晶胞還可包括第五摻雜區與第六摻雜區。第五摻雜區與第六摻雜區可具有第一導電型。第五摻雜區與第六摻雜區分別位于第二電極的一側與另一側的基底中。第三摻雜區與第四摻雜區分別位于第五摻雜區與第六摻雜區中。

在本發明的一實施例中，溝槽金氧半導體元件中的終端區結構還可包括第一導體層與第二導體層。第一導體層電性連接于位于延伸部的一端的第二摻雜區。第二導體層電性連接于位于延伸部的另一端的第二摻雜區。