[发明专利]沟槽金氧半导体元件

说明书

本发明提供一种沟槽金氧半导体元件，包括基底、多个第一沟槽电极结构与第二沟槽电极结构。基底定义有主动区。第一沟槽电极结构设置于主动区的基底中。每个第一沟槽电极结构包括第一下部电极与位于第一下部电极上的上部电极。上部电极的顶面实质上与基底的顶面共平面。基底、第一下部电极与上部电极彼此电性隔离。第二沟槽电极结构设置于主动区的基底中。第二沟槽电极结构包括第二下部电极与位于第二下部电极上的介电层。介电层的顶面实质上与基底的顶面共平面。基底与第二下部电极彼此电性隔离。第二沟槽电极结构位于相邻两个第一沟槽电极结构之间。上述沟槽金氧半导体元件的相邻两个上部电极之间的寄生电容较低，而具有较快的反应速度。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件，尤其涉及一种沟槽金氧半导体元件。

背景技术

随着半导体产业的发展与产品需求，具有屏蔽栅极的沟槽金氧半导体元件被广泛地应用在电源开关(power switch)元件中。由于此种屏蔽栅极沟槽金氧半场效晶体管(shielded gate trench MOSFET)元件具有许多优良的性能，相较传统的金氧半晶体管开关结构，屏蔽栅极沟槽金氧半场效晶体管元件具有较低的晶体管栅漏电容，较小的导通电阻，并且提供较高的崩溃电压(breakdown voltage)。

一般来说，传统屏蔽栅极沟槽金氧半场效晶体管元件在沟槽中具有下部电极与上部电极，且下部电极作为屏蔽栅极。然而，相邻两沟槽的上部电极之间会产生寄生电容，而降低元件的反应速度。

发明内容

本发明提供一种沟槽金氧半导体元件，其相邻两个上部电极之间的寄生电容较低，而具有较快的反应速度。

本发明提出一种沟槽金氧半导体元件，包括基底、多个第一沟槽电极结构与第二沟槽电极结构。基底定义有主动区。第一沟槽电极结构设置于主动区的基底中。每个第一沟槽电极结构包括第一下部电极与位于第一下部电极上的上部电极。上部电极的顶面实质上与基底的顶面共平面。基底、第一下部电极与上部电极彼此电性隔离。第二沟槽电极结构设置于主动区的基底中。第二沟槽电极结构包括第二下部电极与位于第二下部电极上的介电层。介电层的顶面实质上与基底的顶面共平面。基底与第二下部电极彼此电性隔离。第二沟槽电极结构位于相邻两个第一沟槽电极结构之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，介电层的宽度等于或大于第二下部电极的宽度。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，介电层接触第二下部电极。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二下部电极的顶面与第一下部电极的顶面等高。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二下部电极与第一下部电极具有相同的宽度。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二沟槽电极结构还包括第二绝缘层。第二绝缘层设置于基底与第二下部电极之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二绝缘层还延伸至基底与介电层之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，每个第一沟槽电极结构还包括第三绝缘层。第三绝缘层设置于上部电极与基底之间以及上部电极与第一下部电极之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二沟槽电极结构还包括第四绝缘层。第四绝缘层设置于介电层与第二下部电极之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第四绝缘层还延伸至基底与介电层之间。