[發明專利]一種具有電場屏蔽結構的溝槽柵MOSFET器件

有效

• 申請號: 202110897827.7
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113345965B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 任娜;盛況
• 申請（專利權）人: 浙江大學杭州國際科創中心
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/04
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 田金霞

1.一種具有電場屏蔽結構的溝槽柵MOSFET器件，包括源極、漏極、襯底、位于襯底上方的半導體區域、位于半導體區域表面下方的柵極溝槽，所述溝槽柵MOSFET器件包括：相間排布的單元A和單元B，單元A和單元B不相交或者單元A和單元B相交于柵極溝槽處，其中每個單元A包括：

所述襯底；

所述位于襯底上方的半導體區域；

所述柵極溝槽；以及

包圍在柵極溝槽兩側和底部的電場屏蔽結構，在一俯視平面上，所述電場屏蔽結構與所述柵極溝槽側壁相交；

每個單元B包括：

所述襯底；

所述位于襯底上方的半導體區域；

源極子區域，包括基區和形成于基區上方的源極接觸區；以及

所述柵極溝槽；其中

單元A中包圍在柵極溝槽底部的電場屏蔽結構呈連續條形形狀，且摻雜濃度高于所述基區的摻雜濃度。

2.如權利要求1所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，溝槽柵MOSFET器件的源極區域被一個或多個電場屏蔽結構分割成多個源極子區域，源極子區域與電場屏蔽結構相間排列。

3.如權利要求1所述的溝槽柵MOSFET器件，其中所述電場屏蔽結構從上至下包括：上結構、中結構和下結構，所述中結構和與其相鄰的基區相連且與基區具有相同的摻雜類型，所述下結構的摻雜濃度高于基區的摻雜濃度，所述上結構具有與基區相同的摻雜類型或者與源極接觸區相同的摻雜類型。

4.如權利要求3所述的溝槽柵MOSFET器件，其中當給所述溝槽柵MOSFET器件的柵極和源極之間施加正電壓時，基區與柵極溝槽側壁相鄰位置形成第一導電溝道，中結構與柵極溝槽側壁相鄰位置形成第二導電溝道。

5.如權利要求4所述的溝槽柵MOSFET器件，其中第一導電溝道與第二導電溝道相連，當給所述溝槽柵MOSFET器件的漏極和源極之間施加正電壓時，電流從漏極流入襯底上方的半導體區域，再從基區中的第一導電溝道流入，與此同時有一股分支電流從第一導電溝道流入與之相鄰的第二導電溝道，最后第一導電溝道和第二導電溝道中的電流在源極接觸區匯合并流出源極。

6.如權利要求1所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，所述柵極溝槽為條形結構設計，所述溝槽柵MOSFET器件包括多個平行相間排布的單元A和單元B，各單元A中的電場屏蔽結構與各單元B中的源極子區域也平行相間排布。

7.如權利要求1所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，所述柵極溝槽為多邊形結構，電場屏蔽結構與所述多邊形結構的對角線或對邊中心點連線或頂角與對邊中心點的連線平行，或者所述電場屏蔽結構位于所述多邊形結構的對稱軸上，或者所述電場屏蔽結構與所述多邊形結構的對稱軸平行。

8.如權利要求7所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，所述柵極溝槽為六邊形，三個電場屏蔽結構相交于六邊形的中心，且分別與六邊形的三條對角線平行或者分別與六邊形的三條對邊中心點連線平行。

9.如權利要求7所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，所述柵極溝槽為四邊形，兩個電場屏蔽結構相交于四邊形的中心，且分別與四邊形的兩條對角線平行或者分別與四邊形的兩條對邊中點連線平行。

10.如權利要求7所述的溝槽柵MOSFET器件，其中在俯視平面上，所述柵極溝槽為三角形，一個電場屏蔽結構與三角形的頂角與對邊中心點的一連線平行，或者三個電場屏蔽結構相交于三角形的中心且分別與三角形的各頂角與各對邊中心點的三條連線平行。