一种垂直扩散金属氧化物半导体DMOS场效晶体管FET包括：具有第一传导类型的衬底(115)，其形成漏极区；在所述衬底上的具有所述第一传导类型的外延层(110)；在所述外延层内的具有所述第二传导类型的第一基极区(120)及第二基极区(125)，所述基极区间隔开预定义距离；具有第一传导类型的第一源极区及第二源极区(130)，其分别布置于所述第一基极区及所述第二基极区中，其中所述第一基极区及所述第二基极区可操作以在所述源极区与所述外延层之间形成第一横向通道及第二横向通道；栅极结构(150)，其通过绝缘结构(140)而与所述外延层绝缘且布置于所述第一基极区与所述第二基极区之间的区上方，且其中所述栅极结构包括第一栅极区(152)及第二栅极区(154)，每一栅极区仅覆盖分别在所述第一基极区及所述第二基极区内的所述第一通道及所述第二通道。所述栅极结构可包括安置于所述绝缘结构的厚层(145)上且将所述第一栅极区域与所述第二栅极区互连的桥接区(156)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请案涉及一种垂直扩散金属氧化物半导体(DMOS)场效晶体管(FET)。
技术介绍
与集成电路中的横向晶体管相比，功率金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)一般用以处置高功率电平。图6展示使用垂直扩散MOSFET结构(也称为双扩散MOSFET结构(DM0S 或 VDM0S))的典型 MOSFET。如所展示，例如，在图6中，在N+衬底415上形成有N-外延层，所述N-外延层的厚度及掺杂一般确定装置的电压额定值。自顶部至外延层410中，形成有N+掺杂的左源极区430及右源极区430，所述源极区430由形成P基极的P掺杂区420围绕。P基极可具有围绕P基极420的向外扩 散区域425。源极接点460 —般在裸片的表面上接触区430及420两者且一般由连接左源极区及右源极区两者的金属层形成。绝缘层450 (通常为二氧化硅或任何其它合适材料)使覆盖P基极区420及向外扩散区域425的一部分的多晶硅栅极440绝缘。栅极440连接至通常由另一金属层形成的栅极接点470。此垂直晶体管的底侧具有形成漏极接点480的另一金属层405。总之，图6展示可为极小的且包括共同漏极、共同栅极以及两个源极区及两个通道的MOSFET的典型基本单元。其它类似单元可用于垂直功率MOS-FET中。多个这些单元可一般并联地连接以形成功率M0SFET。在接通状态中，通道形成于区420及区425的由栅极覆盖的区域内，自表面分别伸入至区420及区425中。因此，如由水平箭头所指示，电流可流动。单元结构必须提供栅极440的足够宽度d以允许此电流变成流动至漏极侧的垂直电流，如由垂直箭头所指不。归因于特定地在高频率切换应用(例如，切换模式电力供应器)中不合需要的栅极的必要宽度，这些结构具有相对较高的栅极源极电容。
技术实现思路
根据一实施例，一种具有单元结构的垂直扩散金属氧化物半导体(DMOS)场效晶体管(FET)可包括:具有第一传导类型的衬底，其形成漏极区；在所述衬底上的具有所述第一传导类型的外延层；在所述外延层内的具有第二传导类型的第一基极区及第二基极区，所述基极区间隔开预定义距离；具有第一传导类型的第一源极区及第二源极区，其分别布置于所述第一基极区及所述第二基极区中，其中所述第一基极区及所述第二基极区可操作以在所述源极区与所述外延层之间形成第一横向通道及第二横向通道；栅极结构，其通过绝缘层而与所述外延层绝缘且布置于所述第一基极区与所述第二基极区之间的区上方，且其中所述栅极结构包括第一栅极区及第二栅极区，每一栅极区仅覆盖分别在所述第一基极区及所述第二基极区内的所述第一通道及所述第二通道。根据另一实施例，所述绝缘层可包括栅极氧化物层，在所述栅极氧化物层之上沉积及图案化厚氧化物层。根据另一实施例，所述厚氧化物层可经图案化以在所述第一源极区与所述第二源极区之间形成台座(pedestal)。根据另一实施例，所述垂直DMOS-FET可进一步包括在所述第一基极区与所述第二基极区之间的具有所述第二传导类型的轻微掺杂区域，所述轻微掺杂区域自表面延伸至所述外延层中。根据另一实施例，所述垂直DMOS-FET可进一步包括在所述第一基极区与所述第二基极区之间的沉降区，所述沉降区自所述表面延伸至所述外延层中。根据另一实施例，所述垂直DMOS-FET可进一步包括源极金属层，所述源极金属层连接所述第一源极区及所述第二源极区与所述第一基极区及所述第二基极区。根据另一实施例，所述垂直DMOS-FET可进一步包括具有所述第二传导类型的第一扩散区域及第二扩散区域，所述第一扩散区域及所述第二扩散区域分别围绕所述第一基极区及所述第二基极区。根据另一实施例，所述栅极结构可包括桥接区段，所述桥接区段连接所述第一栅极与所述第二栅极且相比所述第一栅极及所述第二栅极与所述外延层间隔开更远。根据另一实施例，所述桥接区域可布置于所述单元结构的外部。根据另一实施例，所述第一栅极及所述第二栅极可通过导线接合来连接。根据另一实施例，所述垂直DMOS-FET可进一步包括在所述衬底的背面上的漏极金属层。根据另一实施例，所述单元结构或多个单元结构可形成于集成电路装置中。根据另一实施例，所述集成电路装置可提供对切换模式电源供应器的控制功能。根据另一实施例，所述第一传导类型可为P型，且所述第二传导类型为N型。根据另一实施例，所述第一传导类型可为N型，且所述第二传导类型为P型。根据另一实施例，一种用于制造垂直扩散金属氧化物半导体(DMOS)场效晶体管(FET)的单元结构的方法可包括:在布置于具有第一传导类型的衬底上的具有第一传导类型的外延层中的具有第二传导类型 的第一基极区及第二基极区内形成单元结构，所述单元结构包括具有第一传导类型的第一源极区及第二源极区，其中所述第一基极区及所述第二基极区间隔开预定义距离，且其中所述第一基极区及所述第二基极区可操作以在所述源极区与所述外延层之间形成第一横向通道及第二横向通道；在所述第一基极区与所述第二基极区之间在所述外延层之上形成具有台座的栅极绝缘层；在所述台座的侧壁上形成覆盖所述第一通道及所述第二通道的第一栅极及第二栅极。根据所述方法的另一实施例，所述形成栅极绝缘层的步骤可包括:沉积薄栅极氧化物层；在所述薄栅极氧化物层之上沉积厚氧化物层；以及蚀刻所述厚氧化物层以形成所述台座。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括在所述第一基极区与所述第二基极区之间形成从所述外延层的表面延伸至所述外延层中的轻微掺杂区。根据所述方法的另一实施例，所述形成所述第一栅极及所述第二栅极的步骤可提供栅极结构的连接所述第一栅极与所述第二栅极的桥接区域。根据所述方法的另一实施例，所述桥接区域可位于所述单元结构的外部。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括通过金属层连接所述第一栅极与所述第二栅极。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括通过导线接合来连接所述第一栅极与所述第二栅极。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括在所述第一基极区与所述第二基极区之间的中心区域中形成从所述外延层的表面延伸至所述衬底的沉降结构。附图说明图1展示经改进的垂直DMOS-FET的第一实施例；图2展示经改进的垂直DMOS-FET的第二实施例；图3展示经改进的垂直DMOS-FET的第三实施例；图4A、4B展示根据各种实施例的栅极的更详细视图；图5A至5E展示根据各种实施例的用于制造装置的若干示范性工艺步骤；以及图6展示常规垂直DMOS-FET。具体实施例方式图1展示根据各种实施例的垂直DMOS-FET的横截面图。提供高度掺杂的N+衬底115，在高度掺杂的N+衬底115之上已成长有N-外延层110。从顶部至外延层110中，形成有N+掺杂的左源极区130及右源极区130，所述源极区130各自由形成P基极的P掺杂区120围绕。可在P基极120内植入较重度掺杂的P+区135以用于连接至源极端子。如由点线所指示，每一 P基极120可另外由相关联的向外扩散区域125围绕。可使用用于左源极区130及右源极区130的其它 结构。与图6中所展示的晶体管类似，源极接点160 —般在裸片的表面上接触区130及区120两者，且一般由连接左源极区及右源极区两者的金属层形成。绝缘结构140用以使左栅极152及右栅极154绝缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩·S·布雷思韦特，兰迪·L·亚克，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：
国别省市：
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