功率金氧半导体场效晶体管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种功率金氧半导体场效晶体管，有有源区、栅极母线区以及终端区，其包含基板、导电沟渠、阱区与介电层。所述功率金氧半导体场效晶体管还具有至少一终端结构，其包括至少一个导电沟渠、多个位于终端区内并借助于导电沟渠互相电性隔离的阱区、一场效电板、一接触栓塞及一重掺杂区。由电板金属与介电层构成的场效电板配置在终端区内的导电沟渠与阱区上。而接触栓塞穿过介电层连接电板金属与一个阱区，使电板金属通过接触栓塞而与阱区等电位。阱区与导电沟渠借助于上述介电层而与电板金属电性耦合。重掺杂区则介于接触栓塞与被连接的阱区之间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种功率金氧半导体场效晶体管(Power M0SFET)，且特别是有关于一种能提升击穿电压(breakdown voltage)的功率金氧半导体场效晶体管。
技术介绍
功率金氧半导体场效晶体管主要是应用在切换(power switch)元件，如各项电源管理装置中提供电源开关切换之用。一般而言，功率金氧半导体场效晶体管的终端区100为了维持元件周围终端的崩溃击穿电压，会在终端区内设置多个浮置的沟渠式导电环102，如图I所示，美国专利US6462379和美国专利公开号US2008/0179662都有类似公开。不过随着功率金氧半导体场效晶体管的积集度的日益提升，功率金氧半导体场效晶体管的尺寸亦随之缩小。因此，如何在元件缩小的情形下，维持甚至是提升原本的崩溃击穿电压，已成为业者极为重视的议题之一。
技术实现思路
本技术提供一种功率金氧半导体场效晶体管，能提升击穿电压。本技术另提供一种功率金氧半导体场效晶体管，能缩减元件中终端区的面积。本技术提出一种功率金氧半导体场效晶体管，具有一有源区、一栅极母线(gate bus)区以及一终端区。这种功率金氧半导体场效晶体管包括一基板、位于基板中的数个导电沟渠、配置在基板内的数个阱区、以及配置在导电沟渠的表面的一介电层。所述功率金氧半导体场效晶体管还包括至少一终端结构，其包括至少一个上述导电沟渠、多个配置在终端区内并借助于导电沟渠互相电性隔离的所述阱区、一场效电板、一接触栓塞与一重掺杂区。场效电板配置在终端区内的所述导电沟渠与所述阱区上，其中场效电板是由一电板金属与上述介电层所构成。接触栓塞则穿过介电层连接电板金属与一个阱区，使电板金属通过接触栓塞而与被连接的阱区等电位。而阱区与导电沟渠借助于上述介电层而与电板金属电性耦合。重掺杂区介于接触栓塞与被连接的阱区之间。在本技术的一实施例中，上述基板如为η型基板、阱区为P型阱区以及重掺杂区为P+区。在本技术的一实施例中，上述基板如为P型基板、阱区为η型阱区以及重掺杂区为η+区。在本技术的一实施例中，上述接触栓塞所连接的阱区横跨终端区、栅极母线区与有源区。在本技术的一实施例中，上述终端结构的所述阱区越靠近有源区者，其电位越低；而越远离有源区者，其电位越高。接触栓塞所连接的阱区例如是终端结构的所述阱区中电位最低者。在本技术的一实施例中，上述至少一终端结构的数量大于I。在本技术的一实施例中，上述功率金氧半导体场效晶体管还可包括一封环区包围终端结构。在本技术的一实施例中，上述导电沟渠包括位于终端结构与栅极母线区之间的基板中。在本技术的一实施例中，上述导电沟渠包括位于终端结构以外的基板中。在本技术的一实施例中，上述功率金氧半导体场效晶体管还可包括多个掺杂区，配置在阱区与介电层之间，其中位于有源区内的上述掺杂区作为源极掺杂区。本技术提出另一种功率金氧半导体场效晶体管，具有一有源区、一栅极母线 区以及一终端区。这种功率金氧半导体场效晶体管包括一基板、位于基板中的数个导电沟渠、配置在基板内的数个阱区、以及配置在导电沟渠的表面的一介电层。所述功率金氧半导体场效晶体管还包括一个第一终端结构与至少一个第二终端结构。第一终端结构包括位于栅极母线区内的一沟渠式栅极、位于沟渠式栅极旁的至少一个导电沟渠、借助于导电沟渠互相电性隔离的多个阱区、一第一场效电板与一第一接触栓塞。第二终端结构包括至少一个导电沟渠、多个配置在终端区内并借助于导电沟渠互相电性隔离的阱区、一第二场效电板、一第二接触栓塞与一重掺杂区。上述第一场效电板配置在沟渠式栅极、导电沟渠与阱区上，其中第一场效电板是由一第一电板金属与所述介电层所构成。第一接触栓塞则穿过介电层连接第一电板金属与上述沟渠式栅极使两者等电位。上述阱区与导电沟渠借助于上述介电层而与第一电板金属电性耦合。上述第二场效电板配置在未被第一电板金属覆盖的阱区与导电沟渠上，其中第二场效电板是由一第二电板金属与所述介电层所构成。第二接触栓塞穿过介电层连接第二电板金属与一个阱区，使第二电板金属通过第二接触栓塞而与被连接的阱区等电位。至于重掺杂区是介于第二接触栓塞与被连接的阱区之间。在本技术的另一实施例中，上述基板如为η型基板、阱区为P型阱区以及重掺杂区为P+区。在本技术的另一实施例中，上述基板如为P型基板、阱区为η型阱区以及重掺杂区为η+区。在本技术的另一实施例中，上述第二终端结构的所述阱区越靠近有源区者，其电位越低；而越远离有源区者，其电位越高。在本技术的另一实施例中，上述第二接触栓塞所连接的阱区例如是第二终端结构的所述阱区中电位最低者。在本技术的另一实施例中，上述第二终端结构的数量大于I。在本技术的另一实施例中，上述功率金氧半导体场效晶体管还可包括多个掺杂区，配置在阱区与介电层之间，其中位于有源区内的掺杂区作为源极掺杂区。在本技术的另一实施例中，上述功率金氧半导体场效晶体管还可包括一封环区包围第一与第二终端结构。基于上述，本技术的功率金氧半导体场效晶体管借助于终端结构中的场效电板的低电位与底下浮置的导电沟渠和阱区，在其间的介电层内形成电容(capacitor)，而导致讲区的耗尽区(depletion region)扩大,进一步提升击穿电压。另外，本技术的功率金氧半导体场效晶体管中的终端结构还能与栅极母线区的沟渠式栅极相结合，进而缩减元件中终端区的面积。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图I为现有的一种功率金氧半导体场效晶体管的终端区的示意图；图2A为依照本技术的第一实施例的一种功率金氧半导体场效晶体管的部分俯视图；图2B为图2A的A_A’线段的剖面示意图；图3为图2B的耗尽区位置图；图4、图5与图6为图2B的三种变化例示意图；图7为图6的一种变化例示意图；图8为图2B的又一种变化例示意图；图9A 图9D为图8的几种不同的封环区示意图；图10为依照本技术的第二实施例的一种功率金氧半导体场效晶体管的剖面示意图；图11为图10的一种变化例示意图。附图标记说明100,206,1006 :终端区；102:沟渠式导电环；200、1000 :功率金氧半导体场效晶体管；202、1002 :有源区；204、1004 :栅极母线区；208、1008 :基板；210、908、1010a、1010b :导电沟渠；211 :氧化层；212a e、1012a h :阱区；214 :表面；216、1014 :介电层；218 :终端结构；1016 :第一终端结构；220、1022、1028 :场效电板；222,1024,1030 :接触栓塞；223:阻障层；224、1032 :重掺杂区；226、1026、1034 电板金属；228 :漏极；230 :栅极金属；232 :栅栓塞；234、1020 :沟渠式栅极；236 :源极金属；238 :源极掺杂区；240 :源极栓塞；241 :接触窗；700、1100 :掺杂区；800 :封环区；900:导电封环； 902 :封环栓塞；904 :重掺杂区；906 n+ 区；1018 :第二终端结构；W :耗尽区宽度；VDrain :漏极电压。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率金氧半导体场效晶体管，其特征在于，具有一有源区、一栅极母线区以及一终端区，包括：一基板；多个导电沟渠，位于该基板中；多个阱区，配置在该基板内；以及一介电层，配置在该些导电沟渠的表面，所述功率金氧半导体场效晶体管还包括：至少一终端结构，该至少一终端结构包括：至少一个所述导电沟渠；多个所述阱区，配置在该终端区内并借助于该些导电沟渠互相电性隔离；一场效电板，配置在该终端区内的所述导电沟渠与所述阱区上，其中该场效电板是由一电板金属与该介电层所构成；一接触栓塞，穿过该介电层连接该电板金属与该些阱区其中之一，使该电板金属通过该接触栓塞而与被连接的该阱区等电位，而该些阱区与该些导电沟渠借助于该介电层而与该电板金属电性耦合；以及一重掺杂区，介于该接触栓塞与被连接的该阱区之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘莒光，
申请(专利权)人：杰力科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：