[发明专利]一种功率晶体管

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，特别是涉及一种功率晶体管。

背景技术

功率晶体管一般用于控制功率电子器件合理工作，通过功率电子器件为负载提供大功率的输出。功率晶体管已广泛用于控制功率输出，高频大功率晶体管的应用电子设备的扫描电路中，如彩电，显示器，示波器，大型游戏机的水平扫描电路，视放电路，发射机的功率放大器等，亦广泛地应用到例如对讲机，手机的射频输出电路，高频振荡电路和高速电子开关电路等电路中。

一般说来，功率器件通常工作于高电压、大电流的条件下，普遍具备耐压高、工作电流大、自身耗散功率大等特点，因此在使用时与一般小功率器件存在一定差别。为了让开关器件的功能得到良好的发挥，功率半导体场效应晶体管需要满足两个基本要求：1、当器件处于导通状态时，能拥有非常低的导通电阻，最小化器件本身的功率损耗；2、当器件处于关断状态时，能拥有足够高的反向击穿电压。

一般的功率晶体管的沟槽栅为直线型沟槽栅，图1显示为现有的一种功率晶体管的侧视结构图，图2显示为该功率晶体管的平面结构图，如图所示，该晶体管包括漏区101、漂移区102、沟道区103、源区104、深沟槽结构106、沟槽栅结构105及源区电极106。由于其沟槽栅结构106呈直线状，其源区电极也呈直线状制作于该沟槽栅结构的两侧。这种结构的功率晶体管，由于现有半导体制作工艺的限制，功率晶体管各部件之间的宽度很难减小，晶体管的两深沟槽结构之间的宽度难以降低导致晶体管击穿电压难以提高、导通电阻难以降低及器件集成度难以提高等问题。

因此，提供一种能够有效减小功率晶体管宽度的新型结构实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率晶体管，用于解决现有技术中功率晶体管宽度难以缩小而导致晶体管击穿电压难以提高、导通电阻难以降低及器件集成度难以提高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率晶体管，所述功率晶体管至少包括：

外延层结构，包括：第一导电类型的漏区；第一导电类型的漂移区，结合于所述漏区；第二导电类型的沟道区，结合于所述漂移区；第一导电类型的源区，结合于所述沟道区；

两个深沟槽结构，间隔形成于所述外延层结构中，所述深沟槽结构从所述源区表面垂向延伸至所述漂移区，并从所述外延层一侧面纵向呈直线延伸至与该侧面相对的另一侧面；

沟槽栅结构，形成于所述两深沟槽结构之间的外延层结构中，包括从所述源区表面垂向延伸至所述漂移区，从所述外延层一侧面纵向呈折线延伸至与该侧面相对的另一侧面的栅区沟槽、结合于所述栅区沟槽表面的栅氧层、以及填充于所述栅氧层表面的栅极材料，且所述栅区沟槽包括于纵线延伸的第一段、连接所述第一段且于横向延伸的第二段以及连接所述第二段且于纵向延伸的第三段；

源区电极，分别形成于所述栅区沟槽中第二段的两侧，且所述源区电极同时与所述源区及所述沟道区电性接触。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述栅氧层为SiO₂层，栅极材料为多晶硅材料。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述深沟槽结构包括从所述源区表面垂向延伸至所述漂移区，从所述外延层一侧面纵向呈直线延伸至与该侧面相对的另一侧面的两个深沟槽、结合于所述深沟槽表面的氧化层、填充于所述氧化层内的电极材料及与所述电极材料电性连接的深沟槽电极。

对于采用上述方案的功率晶体管，所述氧化层的厚度为0.3~0.6um。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述深沟槽结构包括从所述源区表面垂向延伸至所述漂移区，从所述外延层一侧面纵向呈直线延伸至与该侧面相对的另一侧面的两个深沟槽、填充于所述深沟槽内的第二导电类型材料及与第二导电类型材料电性连接的深沟槽电极。

对于采用上述方案的功率晶体管，所述第二导电类型材料为第二导电类型的多晶硅材料。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述第一导电类型为N型导电类型，所述第二导电类型互为P型导电类型。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述漏区为重掺杂的N型半导体材料，所述漂移区为轻掺杂的N型半导体材料，所述沟道区为重掺杂的P型半导体材料，所述源区为重掺杂的N型半导体材料。

作为本发明的功率晶体管的一种优选方案，所述功率晶体管还包括覆盖于所述源区、沟槽栅结构及深沟槽结构表面的保护层。