[发明专利]形成具有槽电荷补偿区的半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及半导体器件，且更具体地说，涉及功率开关器件及其制造方法。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是一种通用型功率开关器件。MOSFET器件包括源极区、漏极区、在源极区和漏极区之间延伸的沟道区，以及邻近沟道区设置的栅极结构。栅极结构包括邻近沟道区设置并靠薄的电介质层与沟道区分隔开的传导栅电极层。

当MOSFET器件处于导通状态时，向栅极结构施加电压以在源极区和漏极区之间形成传导沟道区，这允许电流流经器件。在截止状态，向栅极结构施加的任何电压都是足够低的以使传导沟道不能形成，因此不会出现电流。在截止状态期间，器件必须支持源极区和漏级区之间的高电压。

当今的高压功率开关市场主要受两个因素驱动：击穿电压(BVdss)和导通电阻(Rdson)。对具体的应用场合来说，要求最低的击穿电压，并且在实际应用中，设计者通常能够满足BVdss的规格。然而，这经常是以Rdson为代价的。对高压功率开关器件的制造者和使用者来说，这种性能的取舍是设计上的主要挑战。

最近，超结(super junction)器件在改进BVdss和Rdson间的取舍问题方面受到了欢迎。在常规的n沟道超结器件中，多个重掺杂扩散的n型区和p型区取代了一个轻掺杂的n型外延区。在导通状态，电流流经重掺杂的n型区，这减小了Rdson。在截止或闭锁状态，重掺杂的n型区和p型区耗尽或彼此补偿以提供高的BVdss。虽然超结器件看上去是有希望的，但是在制造他们时仍存在许多挑战。

因此，需要一种提供低Rdson和高BVdss的高压功率开关器件结构及其制造方法。

附图说明

图1根据本发明阐述了半导体器件的放大的局部剖视图；

图2-8阐述了在制造的各阶段，图1的半导体器件的放大的局部剖视图；以及

图9根据本发明另一个实施方案阐述了半导体器件的一部分的高倍放大的局部剖视图。

为了简明清楚的阐述，附图中的元件未必按比例绘制，且不同附图中的相同参考数字指代相同的元件。另外，为了描述的简化，省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节。这里所采用的载流电极是指器件的承载流过该器件的电流的元件，如MOS晶体管的源级或漏级或双极晶体管的发射级或集电极或二极管的阴极或阳极，控制电极是指器件的控制电流通过该器件的元件，如MOS晶体管的栅级或双级晶体管的基极。

虽然在此处将器件解释为某些N沟道器件和P沟道器件，但本领预普通技术人员将理解根据本发明互补的器件也是可以的。为了附图的清楚，器件结构的掺杂区被阐释为通常具有直线的边缘和有精确角度的拐角。然而，本领域技术人员应理解，由于掺杂剂的扩散和活化，掺杂区的边缘通常并不是直线的并且拐角也并不是具有精确的角度的。

此外，本发明的器件可以要么包含单元式设计(cellular design)(其中主体区域是多个单元式区域)，要么是单体设计(其中主体区包括单个区域，其由细长的图案形成，典型地由蛇行的图案形成)。然而，为了便于理解，在整个说明书中将以单元式设计描述本发明的器件。应该理解，期望本发明既包括单元式设计，又包括单体设计或单一基设计。

具体实施方式

图1根据本发明的实施方案显示了绝缘栅极场效应晶体管(IGFET)、MOSFET、超结器件或开关器件或单元10的部分剖视图。作为举例，器件10是许多这种器件中的一种，这种器件与逻辑元件和/或其他元件集成进半导体芯片中，作为功率集成电路的一部分。可替代地，器件10是许多这种器件中的一种，这种器件集成在一起以形成分离晶体管器件。