[发明专利]具有改善的击穿电压的沟槽装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体功率装置，其包含：

沟槽式栅极，其垂直安置在半导体衬底中的沟槽内；及

沟槽式场区，其垂直安置在所述沟槽内且位于所述沟槽式栅极下方，

其中所述沟槽式场区的下部部分呈锥形以扩散电场。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述沟槽式场区包括所述下部部分内的电介质层，且其中所述电介质层依从于所述沟槽的交汇于所述沟槽场区的底部处的相对凹表面。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述下部部分形成三角形形状，且其中所述三角形形状的底部形成锐角。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述下部部分包括所述下部部分的底部处的垂直细长区，

其中所述垂直细长区延伸所述下部部分以进一步扩散所述电场，且其中所述垂直细长区具有小于所述沟槽式场区的最宽部分的宽度的一半的宽度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述沟槽式场区包括第一材料及电介质层，其中所述电介质层在所述半导体衬底与所述第一材料之间，其中所述电介质层在所述沟槽的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一材料在所述第一材料的底部处形成比在所述沟槽的底部处形成的角度大的角度。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述电介质层在所述下部部分的底部处具有比所述电介质层在所述沟槽的其它部分处的厚度大的厚度。

8.一种制造半导体功率装置的方法，其包含：

在半导体衬底中蚀刻沟槽，所述沟槽包括呈锥形的下部部分；

在所述沟槽中生长电介质层，其中所述电介质层包括依从于所述沟槽的所述下部部分中的锥形部的锥形部；及

在所述沟槽的在所述下部部分上方的侧壁上形成垂直MOSFET。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述垂直MOSFET包含移除所述沟槽的所述下部部分上方的所述电介质层及在所述沟槽的所述侧壁上生长栅极氧化物。

10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述垂直MOSFET包含在所述沟槽的在所述下部部分上方的一部分中沉积多晶硅。

11.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述垂直MOSFET包含在所述沟槽的顶部处在所述衬底中植入掺杂剂。

12.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含在所述沟槽的所述下部部分中沉积第一材料，其中所述电介质层在所述第一材料与所述沟槽的所述侧壁之间，且其中所述电介质层具有朝向所述沟槽的底部增加的第一厚度。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含：

于在所述下部部分上方且在所述第一材料的顶部下方的区域中移除所述电介质层的第一部分；

移除所述第一材料的一部分，以便将所述第一材料的所述顶部的深度降低到第一层面；

移除所述电介质层的第二部分，以便将所述电介质层的顶部的深度降低到第二层面；及

添加覆盖所述第一材料的所述顶部及所述电介质层的所述顶部的第二电介质层。

14.根据权利要求8所述的方法，其中所述电介质层依从于所述沟槽的交汇于所述沟槽的底部处的相对凹表面。

15.根据权利要求8所述的方法，其中所述下部部分形成三角形形状，且其中所述三角形形状的底部形成锐角。

16.根据权利要求8所述的方法，其中蚀刻所述沟槽包括在所述下部部分的底部处蚀刻垂直细长区，

其中所述垂直细长区延伸所述下部部分以进一步扩散所述电场，且其中所述垂直细长区具有小于所述沟槽式场区的最宽部分的宽度的一半的宽度。

17.一种集成电路，其包含：

多个二极管，其并联耦合，所述多个二极管中的每一二极管包含，

沟槽式栅极，其垂直安置在半导体衬底中的沟槽内；及

沟槽式场区，其垂直安置在所述沟槽内且位于所述沟槽式栅极下方，

其中所述沟槽式场区的下部部分呈锥形以扩散电场。