[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，包括基底与多个沟槽电极结构。基底具有多个沟槽，沟槽沿着第一方向延伸且沿着第二方向排列，且第一方向与第二方向相交。沟槽电极结构设置于沟槽中。每个沟槽电极结构包括下部电极、上部电极与第一介电层。下部电极设置于沟槽中。上部电极设置于沟槽中且位于下部电极上。上部电极具有面向下部电极的底面。上部电极在底面上具有沿着第一方向排列的多个凹陷部。第一介电层设置于上部电极与下部电极之间。上述沟槽金氧半导体元件可降低上部电极与相邻的掺杂区之间的寄生电容，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，沟槽的上部电极与相邻的掺杂区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，其可降低上部电极与相邻的掺杂区之间的寄生电容，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，包括基底与多个沟槽电极结构。基底具有多个沟槽，沟槽沿着第一方向延伸且沿着第二方向排列，且第一方向与第二方向相交。沟槽电极结构设置于沟槽中。每个沟槽电极结构包括下部电极、上部电极与第一介电层。下部电极设置于沟槽中。上部电极设置于沟槽中且位于下部电极上。上部电极具有面向下部电极的底面。上部电极在底面上具有沿着第一方向排列的多个凹陷部。第一介电层设置于上部电极与下部电极之间。

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，底面的形状为波浪状。

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，下部电极可具有面向上部电极的第一顶面。下部电极在第一顶面上具有沿着第一方向排列的多个第一突出部。凹陷部对应于第一突出部进行设置。

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，第一介电层具有面向上部电极的第二顶面。第一介电层在第二顶面上具有沿着第一方向排列的多个第二突出部。凹陷部对应于第二突出部进行设置。

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，沟槽电极结构位于主动区中。

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，第一介电层还延伸至基底与上部电极之间。

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，每个沟槽电极结构还包括第二介电层。第二介电层设置于基底与下部电极之间。

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，还包括掺杂区。掺杂区位于相邻两个沟槽电极结构之间的基底中。

基于上述，在本发明所提出的沟槽金氧半导体元件中，由于上部电极在底面上具有沿着第一方向排列的多个凹陷部，所以可缩小上部电极在第一方向上的截面积，因此可降低上部电极与相邻的掺杂区之间的寄生电容，而使得沟槽金氧半导体元件具有较快的反应速度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的沟槽金氧半导体元件的立体图；

图2为本发明另一实施例的沟槽金氧半导体元件的立体图。