[实用新型]内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率MOSFET

说明书

技术领域

本新型涉及一种内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管(Power MOSFET)，尤其涉及在沟槽中内嵌电极以及在源极沟槽底部或周缘包覆有单一屏蔽井区的金属氧化物半导体场效应晶体管。 

背景技术

现有技术中，功率金属氧化物半导体场效应晶体管已被广泛使用在许多的应用上，例如分离组件、光电子组件、电源控制组件、直流对直流转换器与马达驱动等。在上述这些应用中所使用的该功率金属氧化物半导体场效应晶体管皆需要一个特殊的击穿电压、低导通电阻、高开关切换速度、与广大的安全操作区域。然而，为了降低该功率金属氧化物半导体场效应晶体管中导通功率的损失，该功率金属氧化物半导体场效应晶体管必须有一个低特定导通阻抗(low specific on-resistance)RSP。其中，该低特定导通阻抗的定义为上述应用的产品中具有多层主动区域的金属氧化物半导体场效应晶体管的导通阻抗。 

一般而言，传统为借由缩小装置单元晶胞的高度、增加封装的密度或增加单位面积内晶胞的数目而用以达成降低该低特定导通阻抗的目的。然而，随着该晶胞密度的增加，相关的固有电容(intrinsic capacitance)亦会随之增加，例如该固有电容可为栅极对源极电容C_gs、栅极对漏极电容C_gd、总输入电容C_iss与总输出电容C_oss。因此，对于高晶胞密度的装置，其切换的功率损失将会大幅增加。 

此外，在许多的切换应用中，例如在可携行动装置中所进行同步的大量直流对直流转换，其功率金属氧化物半导体场效应晶体管需要操作在高切换频率的环境下，例如1MHz或者更高频。 

故有必要提供一种新的组件结构，降低因上述固有电容所造成切换或动态功率的损失。 

实用新型内容

本新型的一个目的为提供内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管，在外延层中设置单一屏蔽井区，使得该晶体管可用 以达成增加击穿电压耐受度与降低漏电流的目的。 

本新型的另一目的为提供上述的晶体管，在栅极沟槽与源极沟槽内填充绝缘层，用以包覆内嵌栅极电极与内嵌源极电极，使得该内嵌栅极电极与该内嵌源极电极由于内嵌于对应的该沟槽内，可用以达成具有内嵌电极式金属氧化物半导体场效应晶体管结构的目的。 

本新型的又一目的为提供上述的晶体管，通过该内嵌源极沟槽并以多次性植入的方式，用以形成具有多层的屏蔽井区。 

为达到上述目的或其它目的，本新型为一种内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中该晶体管由多个单位晶胞所组成，且这些单位晶胞的任意一个的结构包含基板、外延层、基体接面、源极接面、绝缘层、内嵌栅极电极、内嵌源极电极与屏蔽井区。该外延层设置于该基板的一侧，且该外延层具有栅极沟槽与源极沟槽；该基体接面设置于该外延层的一侧，且该基体接面具有重掺杂区，且该重掺杂区延伸植入到该外延层，用以使得该重掺杂区的至少一部分包覆该源极沟槽；该源极接面设置于该基体接面的一侧，且该源极接面设置于该栅极沟槽两侧；该绝缘层设置于该源极接面的一侧，且该绝缘层填入该栅极沟槽与该源极沟槽；该内嵌栅极电极借由该绝缘层内嵌设置于该栅极沟槽；该内嵌源极电极借由该绝缘层内嵌设置于该源极沟槽；以及，该屏蔽井区植入于该外延层中，且该屏蔽井区设置于该源极沟槽的底部或该屏蔽井区包覆该源极沟槽。 

与现有技术相较，本新型的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管可用于降低因这些固有电容增加所造成切换或动态功率的损失。 

附图说明

图1为本新型实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图； 

图2为本新型另一实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图； 

图3为本新型另一实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管的无内嵌源极电极的剖面示意图； 

图4与图5为本新型再一实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率 金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图； 

图6为本新型又一实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管的屏蔽井区包覆源极沟槽的剖面示意图；以及 

图7为本新型又一实施例的内嵌电极的沟槽式单一屏蔽井区功率金属氧化物半导体场效应晶体管的多层屏蔽井区的剖面示意图。