[实用新型]场效应晶体管及用于场效应晶体管的边缘结构

说明书

技术领域

本公开的实施例涉及半导体器件，尤其涉及但不限于场效应晶体管。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)以及双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(DMOS)等半导体器件在电子产业中已得到了广泛的应用。在一些应用场合，例如作为开关型电压转换器的功率开关等，场效应晶体管应该具有良好的电流处理能力、较低的导通电阻Rds_ON、较高的击穿电压BV和良好的安全耐久性。

场效应晶体管诸如MOSFET、JFET、DMOS等通常制作于半导体衬底上，并且具有有效单元区域和边缘区域。有效单元区域至少包括一个场效应晶体管单元，具有栅区、源区和漏区，并可以通过栅区控制源区和漏区之间的导电沟道区以控制场效应晶体管的工作状态，例如导通或关断。边缘区域应至少包括一个隔离单元，实现有效单元区域与边缘区域的隔离，阻断边缘区域至有效单元区域的漏电通路，并改善场效应晶体管的反向击穿电压(即，场效应晶体管在关断状态下能够承受的最大漏源电压)。增加有效单元区域的场效应晶体管单元的数目有助于增大场效应晶体管的电流处理能力，以及降低导通电阻Rds_ON。改善边缘区域中隔离单元的隔离和耐压性能有助于提高场效应晶体管的反向击穿电压和安全耐久性。场效应晶体管通常可以具有平面栅结构也可以具有沟槽栅结构。

以沟槽栅结构的场效应晶体管为例，图1示出了一种沟槽栅场效应晶体管10的纵向剖面示意图。该场效应晶体管10形成于N型半导体衬底101上，包括有效单元区域102和边缘区域103。有效单元区域102中制作有沟槽栅104、N+型源区105和P体区106，半导体衬底101作为漏区，沟槽栅104通过形成于沟槽底部和侧壁的栅氧化层与源区105、体区106和衬底101隔离。各沟槽栅104之间相互电连接，图1中以相互连接的虚线示意这种电连接关系。边缘区域103中制作有沟槽栅接触107，与沟槽栅104电耦接(仍以虚线示意这种电耦接关系)并具有比沟槽栅104更宽的横向宽度，以便更容易与栅电极108接触，从而将沟槽栅104耦接至栅电极108。边缘区域103中还制作有多个沟槽型隔离单元109，每个沟槽型隔离单元109具有与沟槽栅104相同或相似的结构，也通过覆盖沟槽底部和侧壁的氧化层与体区106和衬底101隔离。图1所示的沟槽型隔离单元109电悬浮，即不通过任何电极耦接任何电势。这种沟槽型隔离单元109虽然可以起到较好的将边缘区域103与有效单元区域102隔离的作用，但是仍存在一些问题。图2示意出了图1中场效应晶体管10处于关断状态且漏区101和源区105之间施加较高的漏源电压时的局部等势线分布图(例如对应于图1中BB’示意的局部区域)。由图2可见，在场效应晶体管10的关断状态并且漏区101和源区105之间施加较高的漏源电压时，多个悬浮的沟槽型隔离单元109中最靠近有效单元区域102的那个沟槽型隔离单元109(最左侧的沟槽型隔离单元109)的左侧会有较强的电场分布(如图2中由虚线框框起的部分，等势线分布比较密集)。这一强电场区域使最左侧的沟槽型隔离单元109需要承受较大的电压，很容易引起场效应晶体管10的反向击穿电压漂移，甚至导致沟槽型隔离单元109的侧壁氧化层被击穿。一旦该侧壁氧化层被击穿，场效应晶体管10将受损。因此，最左侧的沟槽型隔离单元109左侧强电场区域的存在会导致场效应晶体管10的反向击穿电压漂移或降低而不能达到预期的设计要求。另外，在使用过程中，场效应晶体管10最左侧的沟槽型隔离单元109可能长期反复承受较强的电压，因而可靠性和耐用度也会缩减，影响场效应晶体管10的使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本公开的实施例提供一种场效应晶体管、用于场效应晶体管的边缘结构。