沟槽式金属氧化物半导体场效应管
专利汇可以提供沟槽式金属氧化物半导体场效应管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 半导体 器件的版图结构，包括多个芯片结构，其中，每个芯片包括一个沟槽式金属 氧 化物半导体场效应管，包括位于有源区的屏蔽沟槽栅，位于终端区的多个悬浮的沟槽栅和至少一个 沟道 阻止沟槽栅。其中，所述屏蔽沟槽栅具有双 电极 结构，包括位于沟槽下方的屏蔽电极和位于沟槽上方的栅电极，其中所述栅电极和所述屏蔽电极之间由一层极间绝缘层绝缘。，下面是沟槽式金属氧化物半导体场效应管专利的具体信息内容。
1.一种半导体功率器件的版图结构，包括多个芯片结构，每个芯片结构包括一个沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其包括：
多个屏蔽沟槽栅，位于有源区，每个所述屏蔽沟槽栅具有双电极结构，其包括位于沟槽上部分的栅电极和位于沟槽下部分的屏蔽电极，其中所述栅电极和所述屏蔽电极之间由一层极间绝缘层绝缘，且每两个相邻的的所述栅电极之间延伸有第一体区和源区；
多个悬浮沟槽栅，具有悬浮的电压，平行地形成于位于有源区外围的终端区，每两个相邻的所述悬浮沟槽栅之间延伸有第二体区，其中所述悬浮沟槽栅的沟槽深度大于或等于所述第二体区的结深；
至少一个沟道阻止沟槽栅，位于终端区且围绕所述多个悬浮沟槽栅的外围，每个所述的沟道阻止沟槽栅都连接至至少一个切割沟槽栅，其中每个所述的切割沟槽栅都延伸穿过一条切割道；且所述第二体区具有悬浮的电压。
2.根据权利要求1所述的半导体功率器件的版图结构，其中经过芯片切割之后，所述的沟道阻止沟槽栅和所述的切割沟槽栅都短接至所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管的漏区。
3.根据权利要求1所述的半导体功率器件的版图结构，包括双芯片结构，其中每个芯片包括一个所述沟槽式金属氧化物半导体场效应管。
4.根据权利要求1所述的半导体功率器件的版图结构，包括三芯片结构，其中每个芯片包括一个所述沟槽式金属氧化物半导体场效应管。
5.根据权利要求1所述的半导体功率器件的版图结构，包括四芯片结构，其中每个芯片包括一个所述沟槽式金属氧化物半导体场效应管。
6.构成权利要求1所述的半导体功率器件的版图结构的所述沟槽式氧化物半导体场效应管，进一步包括：
第一导电类型的衬底；
第一导电类型的外延层，位于所述衬底的上表面，其中所述外延层的多数载流子浓度低于所述衬底；
第一导电类型的源区，位于有源区，且靠近所述外延层的上表面，所述有源区的多数载流子浓度高于所述外延层；
第二导电类型的第一体区，位于有源区，且位于所述源区的下方；
第二导电类型的第二体区，位于包括终端区在内的有源区的外围，且靠近所述外延层的上表面，且所述第二体区的上表面处不包括所述源区；
多个屏蔽沟槽栅，位于有源区，且每个屏蔽沟槽栅具有双电极结构，其包括位于沟槽上部分的栅电极和位于沟槽下部分的屏蔽电极，其中所述屏蔽电极的底部和侧壁包围有第一栅极氧化层，所述栅电极的侧壁包围有第二栅极氧化层，所述栅电极和所述屏蔽电极之间由一层极间绝缘层绝缘；
所述栅电极连接至栅极金属，所述屏蔽电极连接至源极金属；
多个悬浮沟槽栅，具有悬浮的电压，平行地形成于位于有源区外围的终端区，每两个相邻的所述悬浮沟槽栅之间延伸有第二体区，其中所述悬浮沟槽栅的沟槽深度大于或等于所述第二体区的结深；
位于每两个相邻的悬浮沟槽栅之间的第二体区具有悬浮的电压；
至少一个沟道阻止沟槽栅，位于终端区且围绕所述多个悬浮沟槽栅的外围，每个所述的沟道阻止沟槽栅都连接至至少一个切割沟槽栅，其中每个所述的切割沟槽栅都延伸穿过一条切割道；和漏极金属，位于所述衬底的下表面。
7.权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中每个所述的悬浮沟槽栅内包括单电极结构，进一步包括第一栅极氧化层和一个位于整个悬浮沟槽栅内的电极结构。
8.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中每个所述的悬浮沟槽栅内包括所述双电极结构。
9.根据权力要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中一部分所述的悬浮沟槽栅内包括所述双电极结构，另一部分所述的悬浮沟槽栅内包括单电极结构，进一步包括第一栅极氧化层和一个位于整个悬浮沟槽栅内的电极结构。
10.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述沟道阻止沟槽栅内包括单电极结构，进一步包括第一栅极氧化层和一个位于整个悬浮沟槽栅内的电极结构。
11.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述沟道阻止沟槽栅内包括所述双电极结构。
12.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述切割沟槽栅内包括单电极结构，进一步包括第一栅极氧化层和一个位于整个悬浮沟槽栅内的电极结构。
13.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述切割沟槽栅内包括所述双电极结构。
14.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述多个悬浮沟槽栅与所述屏蔽沟槽栅具有相同的沟槽宽度和沟槽深度。
15.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述多个悬浮沟槽栅比所述屏蔽沟槽栅具有更大的沟槽宽度和沟槽深度。
16.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述第一栅极氧化层的厚度大于所述第二栅极氧化层的厚度。
17.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。
18.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。
19.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述源区沿所述外延层上表面方向上具有相同的掺杂浓度和结深。
20.根据权利要求6所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，还包括一个沟槽式源体接触区，其填充以金属插塞，穿过所述源区并延伸入所述第一体区，用以将第一体区和源区连接至所述源极金属，其中该金属插塞只存在与每两个相邻的屏蔽沟槽栅之间。
21.根据权利要求20所述的沟槽式金属氧化物半导体场效应管，其中所述源区的掺杂浓度从所述沟槽式源体接触区到相邻的沟道区之间的同一深度处呈现高斯分布，且所述源区靠近所述沟槽式源体接触区的结深大于靠近相邻的沟道区的结深。
沟槽式金属氧化物半导体场效应管
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
在这个实施例的所有沟槽栅中，屏蔽沟槽栅210和第二沟槽栅214内由双电极结构实现，其包括位于沟槽下部分的屏蔽电极216和位于沟槽上部分的栅电极218，其中所述屏蔽电极
216与沟槽侧壁之间包括第一栅极氧化层217，所述栅电极218与沟槽侧壁之间包括第二栅极氧化层219，所述屏蔽电极216和所述栅电极218之间由一层极间绝缘层220绝缘。与此同时，其他的所有沟槽栅内由单电极结构实现，其包括一个单电极221以及该单电极与沟槽侧壁之间的第一栅极氧化层217，其中，所述单电极221与所述屏蔽电极216在制程中同时形成。在N外延层202的上部分，包括：第一P型体区222，延伸于有源区中每两个相邻的屏蔽沟槽栅210之间，其中所述第一P型体区222上方形成有n+源区223；多个具有悬浮电压的第二P型体区224，围绕所述有源区的外围包括终端区，其中所述第二P型体区224上方不存在所述源区。值得注意的是，所述悬浮沟槽栅212的沟槽深度大于或者等于所述第二P型体区224的结深，以在终端区维持高的击穿电压同时阻止大的泄漏电流。该N沟道沟槽式MOSFET 200’还包括：多个沟槽式源体接触区，每个填充以一个金属插塞225，穿过一层接触绝缘层226、n+源区223并延伸入第一P型体区222，其中，所述金属插塞225的底部被一个p+体接触区227围绕，以减少该金属插塞225和第一P型体区222之间的接触电阻；至少一个沟槽式屏蔽电极接触区，填充以金属插塞228，其穿过所述接触绝缘层226并延伸入位于所述第一沟槽栅211内的单电极221；至少一个沟槽式栅接触区，填充以金属插塞229，穿过所述接触绝缘层226并延伸入位于所述第二沟槽栅214内的栅电极216。该N沟道沟槽式MOSFET 200’还包括源极金属230和栅极金属231(包括栅极金属焊盘和/或连接至栅极金属焊盘的栅极金属浇道)，其中所述栅极金属231通过所述金属插塞229连接至栅电极218，所述源极金属230通过所述金属插塞228连接至所述屏蔽电极216，同时通过所述金属插塞225连接至所述源区223和所述第一P型体区222。根据本发明，使得所述第一P型体区222电连接至所述源极金属230的金属插塞只存在于所述有源区内。所述金属插塞225、228和229可以通过一个覆盖Ti/TiN或Co/TiN或Ta/TiN势垒层的钨插塞来实现。由于在每两个相邻的悬浮沟槽栅212之间不存在n+源区，即使在悬浮沟槽栅212被打开的时候，在源漏之间也不会产生任何电流。与此同时，沟道阻止沟槽栅213连接至切割沟槽栅215，其中所述切割沟槽栅215沿Y切割道被切割，这就保证了所述切割沟槽栅215和所述沟道阻止沟槽栅213同时短接至外延层202和第二P型体区224(如图2B中黑色点线所示)。正由于沟道阻止沟槽栅213短接至N外延层202，在其底部周围就不会形成Pi沟道区，因此，沟道阻止沟槽栅213就可以阻止漏源之间泄漏通道的形成。
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