[实用新型]沟槽式功率金氧半场效晶体管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率金氧半场效晶体管，尤其涉及一种沟槽式功率金氧半场效晶体管。

背景技术

功率金氧半场效晶体管(Power Metal Oxide Semiconductor Field Transistor,Power MOSFET)被广泛地应用于电力装置的切换元件，例如是电源供应器、整流器或低压马达控制器等等。现今的功率金氧半场效晶体管多采取垂直结构的设计，以提升元件密度。而具有沟槽栅极结构的功率式金氧半场效晶体管，不但具有更高的元件密度，也有更低的导通电阻，其优点是可以在耗费低功率的状况下，控制电压进行元件的操作。

功率型金氧半场效晶体管的工作损失可分成切换损失(switching loss)及导通损失(conducting loss)两大类，其中栅极/漏极的电容值(Cgd)是影响切换损失的重要参数。栅极/漏极电容值太高会造成切换损失增加，进而限制功率型金氧半场效晶体管的切换速度，不利于应用高频电路中。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种沟槽式功率金氧半场效晶体管，其借助于一具有PN结(PN junction)的栅极来降低栅极/漏极电容值。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种沟槽式功率金氧半场效晶体管，包括基材、磊晶层及多个沟槽式晶体管单元；磊晶层形成于该基材上方，而多个沟槽式晶体管单元形成于磊晶层中，其中各沟槽式晶体管单元包括沟槽栅极结构；沟槽栅极结构包括沟槽与栅极，其中沟槽形成于磊晶层中，而沟槽的内侧壁形成一绝缘层，而栅极形成于沟槽内，其中栅极包括一上掺杂区与一下掺杂区，以形成一PN结。

综上所述，本实用新型的沟槽式功率金氧半场效晶体管可在栅极中形成PN结。由于PN结在逆向偏压下可产生接面电容(junction capacitance,Cj)，且接面电容是和栅极/漏极电容(Cgd)串联，因此可降低栅极/漏极的等效电容值。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A为本实用新型一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的局部剖面结构示意图；

图1B为本实用新型一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的局部剖面结构示意图；

图2A为本实用新型另一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的局部剖面结构示意图；

图2B为实用新型另一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的局部剖面结构示意图；

图3为实用新型一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管制造方法的流程图；

图4A至图4M为本实用新型一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的制造方法中各步骤的局部剖面示意图；

图5 为本实用新型另一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管制造方法的流程图；

图6A至图6G为本实用新型一实施例的沟槽式功率金氧半场效晶体管的制造方法中各步骤的局部剖面示意图。

【附图标记说明】

基材   100

沟槽式晶体管单元 101

磊晶层 110

漂移区 120

基体区 130

源极区 140

沟槽栅极结构 150

沟槽 151

绝缘层 154、154’ 、180

栅极   157、157’

上掺杂区 155

下掺杂区 156、156”

PN结  102

上绝缘层 152

下绝缘层 153、153”

第一绝缘层 153a、180a

第二绝缘层 153b、180b

第三绝缘层 153c、180c

第一掺杂区 130’

氧化物层  153’

多晶硅结构 160

第一空间  151a

第二空间  151b

第一多晶硅结构 156’

第二多晶硅结构 155’

沟渠   170

流程步骤 S300～S306、S500～S504

具体实施方式