[發明專利]復合型功率元件及其制造方法

在審

• 申請號: 202010437385.3
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN113707654A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 徐信佑;王振煌;洪世杰
• 申請（專利權）人: 全宇昕科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/8249
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 張羽;武玉琴

1.一種復合型功率元件，其特征在于，所述復合型功率元件包括：

一基材結構，包含有一基底層及形成于所述基底層上的一磊晶層；其中，所述磊晶層凹設有至少一溝槽，所述基材結構沿著其長度方向定義有一晶體管形成區域及相鄰于所述晶體管形成區域的一電路元件形成區域，并且所述溝槽是位于所述晶體管形成區域中；

一絕緣層，延伸地形成于所述磊晶層上及所述溝槽的內壁上；其中，所述絕緣層的位于所述溝槽的所述內壁的部位定義為一溝槽絕緣層，其包圍形成有一凹槽，并且所述絕緣層的其余部位定義為一披覆絕緣層；

一介電層，形成于所述絕緣層上；

一金氧半場效晶體管，位于所述晶體管形成區域中、且包含：

一閘極填充結構，形成于所述溝槽絕緣層的所述凹槽中；

一基體摻雜結構，形成于所述磊晶層中、且位于所述溝槽的周圍區域；

一源極金屬結構，形成于所述介電層上、且部分地貫穿所述介電層，以電性連接所述基體摻雜結構；及

一汲極金屬結構，形成于所述基底層的一底面；以及

一齊納二極管，位于所述電路元件形成區域中、且包含：

一齊納二極管摻雜結構，形成于所述披覆絕緣層上、且被所述介電層覆蓋；其中，所述齊納二極管摻雜結構包含有彼此相接的一P型摻雜區及一N型摻雜區；及

一齊納二極管金屬結構，形成于所述介電層上、且部分地貫穿所述介電層，以電性連接于所述齊納二極管摻雜結構的所述P型摻雜區及所述N型摻雜區；其中，所述齊納二極管經配置在所述復合型功率元件通電時接受一逆向偏壓。

2.根據權利要求1所述的復合型功率元件，其特征在于，在所述齊納二極管中，所述齊納二極管金屬結構包含有兩個金屬接腳，兩個所述金屬接腳彼此間隔設置、且皆部分地貫穿所述介電層，以分別電性連接于所述齊納二極管摻雜結構的所述N型摻雜區與所述P型摻雜區；其中，在所述復合型功率元件通電時，連接于所述P型摻雜區的所述金屬接腳的電位低于連接于所述N型摻雜區的所述金屬接腳的電位，借以產生所述逆向偏壓。

3.根據權利要求1所述的復合型功率元件，其特征在于，所述復合型功率元件進一步包括：

一電阻器，位于所述電路元件形成區域中、且與所述齊納二極管呈間隔設置，并且所述電阻器包含：

一電阻器摻雜結構，形成于所述披覆絕緣層上、且被所述介電層覆蓋；

其中，所述電阻器摻雜結構為P型摻雜半導體或N型摻雜半導體；及

一電阻器金屬結構，形成于所述介電層上、且部分地貫穿所述介電層，以電性連接于所述電阻器摻雜結構，并且所述電阻器經配置在所述復合型功率元件通電時產生一電阻。

4.根據權利要求3所述的復合型功率元件，其特征在于，所述復合型功率元件進一步包括：

一常規二極管，位于所述電路元件形成區域中、且與所述齊納二極管呈間隔設置，并且所述常規二極管包含：

一常規二極管摻雜結構，形成于所述披覆絕緣層上、且被所述介電層覆蓋；其中，所述常規二極管摻雜結構包含有彼此相接的一P型摻雜區及一N型摻雜區；及

一常規二極管金屬結構，形成于所述介電層上、且部分地貫穿所述介電層，以電性連接于所述常規二極管摻雜結構的所述P型摻雜區及N型摻雜區；其中，所述常規二極管經配置接受一順向偏壓；

其中，所述常規二極管鄰近地設置于所述金氧半場效晶體管。

5.根據權利要求4所述的復合型功率元件，其特征在于，在所述常規二極管中，所述常規二極管金屬結構包含有兩個金屬接腳，兩個所述金屬接腳彼此間隔設置，并且兩個所述金屬接腳皆部分地貫穿所述介電層，以分別電性連接于所述常規二極管摻雜結構的所述N型摻雜區與所述P型摻雜區；其中，在所述復合型功率元件通電時，連接于所述P型摻雜區的所述金屬接腳的電位高于連接于所述N型摻雜區的所述金屬接腳的電位，借以產生所述順向偏壓。

6.根據權利要求4所述的復合型功率元件，其特征在于，在所述常規二極管中，連接于所述P型摻雜區的所述金屬接腳，經配置通過一導線電性連于所述金氧半場效晶體管的所述閘極填充結構，并且，連接于所述N型摻雜區的所述金屬接腳，經配置通過一導線電性連于所述金氧半場效晶體管的所述源極金屬結構。