[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本申请公开了一种半导体器件及其制作方法。该半导体器件集成了吸收电路用于吸收半导体器件切换时的尖峰电压。该吸收电路包括多个伪沟槽栅结构。伪沟槽栅包括从半导体器件的顶面垂直向下延伸进入半导体初始层的沟槽，沟槽中淀积导电材料，在沟槽的底面和侧面生长沟槽电介质层用于将导电材料和半导体初始层隔开。该伪沟槽栅结构可以灵活设置吸收电路的电阻、电容值，提高半导体器件吸收尖峰电压的能力。

技术领域

本发明公开了一种半导体器件，更具体地说本发明涉及(但不仅限于)具有吸收电路的功率晶体管。

背景技术

功率晶体管常被运用于不同的高功耗场合，比如开关电源、直流-直流开关变换器等。在一个直流-直流开关变换器中，通过控制功率晶体管的导通和关断，将输入电压转换为输出电压。直流-直流开关变换器中高侧功率晶体管和低侧功率晶体管之间路径的寄生电感和输入电容将组成一个谐振回路。伴随高侧功率晶体管和低侧功率晶体管的导通和关断，谐振回路将进行振荡，进而导致高频电磁干扰以及高侧功率晶体管和低侧功率晶体管之间公共节点的电压过冲出现尖峰。尖峰电压会瞬间损坏功率晶体管，因此，常需要在功率晶体管的漏源两级连接吸收电路吸收谐振回路中存在的尖峰电压。

如图1所示的同步整流降压变换器50，其包括由多个高侧MOS单元(HS1、HS2、……、HSn)组成的高侧功率晶体管和由多个低侧MOS单元(LS1、LS2、……、LSn)组成的低侧功率晶体管。通过控制高侧功率晶体管和低侧功率晶体管的导通和关断，将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。同步整流降压变换器50还包括输入电容CIN，高侧功率晶体管和低侧功率晶体管之间路径上的寄生电感Lr和输入电容CIN将组成谐振回路。当高侧功率晶体管和低侧功率晶体管导通和关断时，谐振回路将进行振荡，并在节点SW处产生尖峰电压。在图1中，同步整流降压变换器50中还包括多个与每个低侧功率单元(LS1、LS2、……或LSn)并联的吸收电路106，以吸收节点SW处的尖峰电压。

在现有的一些功率晶体管结构中，常将吸收电路集成在功率晶体管中，通常是在功率管的漂移区顶面淀积氧化物和多晶硅形成吸收电路。但是，由于吸收电容和功率管输出电容比的限制，吸收电路能够吸收的尖峰电压值有限。本申请提出了一种新的具有集成的吸收电路的功率晶体管器件。

发明内容

本发明申请的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种横向金属氧化物半导体器件，具有元胞区，所述元胞区包括：具有第一掺杂类型的半导体初始层；具有第一掺杂类型的漏区，位于半导体初始层内；具有第二掺杂类型的体区，形成于半导体初始层内，位于漏区旁边；平面栅区，形成于体区之上；具有第一掺杂类型的源区，形成于体区内，其中，体区将漏区和源区隔开；以及第一伪沟槽栅，自半导体器件顶面垂直向下延伸穿过体区进入半导体初始层，其中，体区将第一伪沟槽栅和源区隔开，使第一伪沟槽栅和源区不发生接触或临近。

本发明申请还提出一种垂直金属氧化物半导体器件，包括：具有第一掺杂类型的半导体初始层，作为漏区；具有第一掺杂类型的漂移区，形成在半导体初始层之上；具有第二掺杂类型的体区，靠近漂移区顶面形成；具有第一掺杂类型的源区，形成在体区之上；栅区，自半导体器件顶面垂直向下延伸穿过体区进入漂移区；以及第一伪沟槽栅，自半导体器件顶面垂直向下延伸穿过体区进入漂移区，其中，体区将第一伪沟槽栅和源区隔开，使第一伪沟槽栅和源区不发生接触或临近。

本发明申请还提出一种制作横向金属氧化物半导体器件的方法，包括形成元胞区，形成元胞区包括：提供具有第一掺杂类型的半导体初始层；在半导体初始层内形成第一伪沟槽栅；在半导体初始层内形成具有第二掺杂类型的体区，其中，第一伪沟槽栅自半导体器件顶面垂直向下延伸穿过体区进入半导体初始层；在体区之上形成栅区；在半导体初始层内形成具有第一掺杂类型的漏区；以及在体区内形成具有第一掺杂类型的源区，其中，形成源区时，由体区将源区和第一伪沟槽栅隔开，使源区与第一伪沟槽栅不发生接触或临近。