[发明专利]功率控制器件及其形成方法、PD芯片、光继电器组件

说明书

一种功率控制器件及其形成方法、PD芯片、光继电器组件，所述功率控制器件包括：第一半导体衬底；多个屏蔽栅SGT沟槽，形成于所述第一半导体衬底内；场氧介质层以及包裹于所述场氧介质层内部的屏蔽电极，所述场氧介质层位于所述SGT沟槽的底部和下部侧壁表面；栅氧介质层，位于所述SGT沟槽的上部侧壁的表面；栅电极，位于所述SGT沟槽内的场氧介质层的表面；其中，控制所述功率控制器件开启的阈值电荷量小于基准功率控制器件的阈值电荷量；所述基准功率控制器件不具有所述场氧介质层以及包裹于所述场氧介质层内部的屏蔽电极。本发明有利于降低PD器件的尺寸和/或数量，进而实现整个光继电器组件的尺寸的减小。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种功率控制器件及其形成方法、PD芯片、光继电器组件。

背景技术

光继电器是一种能自动通、断的控制器件，其以光作为信号载体，在电的驱动下，完成信号传输与控制等相关工作。因具有使用寿命长、开关速度快、高隔离电压等优点，被广泛的应用在医疗、通讯、工业控制等领域。

在现有技术中，光继电器组件可以包括功率控制器件和光电二极管(PhotoDiode，PD)芯片，可以采用发光芯片照射光电二极管，光电二极管将光信号转换成电信号并输出至功率控制器件的栅极，使功率控制器件开启。其中，发光芯片例如可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)器件。

然而，目前的光继电器组件尺寸较大，制造成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种功率控制器件及其形成方法、PD芯片、光继电器组件，有利于降低PD器件的尺寸和/或数量，进而实现整个光继电器组件的尺寸的减小。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种功率控制器件，用于光继电器组件，包括：第一半导体衬底；多个屏蔽栅SGT沟槽，形成于所述第一半导体衬底内；场氧介质层以及包裹于所述场氧介质层内部的屏蔽电极，所述场氧介质层位于所述SGT沟槽的底部和下部侧壁表面；栅氧介质层，位于所述SGT沟槽的上部侧壁的表面；栅电极，位于所述SGT沟槽内的场氧介质层的表面；其中，控制所述功率控制器件开启的阈值电荷量小于基准功率控制器件的阈值电荷量；所述基准功率控制器件不具有所述场氧介质层以及包裹于所述场氧介质层内部的屏蔽电极。

可选的，所述基准功率控制器件具有器件沟槽，所述器件沟槽内包含覆盖所述器件沟槽底部和侧壁的基准栅氧介质层以及位于所述基准栅氧介质层表面的基准栅电极；其中，所述基准栅电极的顶部表面齐平于所述器件沟槽的顶部表面，或所述基准栅电极的顶部表面高于所述器件沟槽的顶部表面。

可选的，控制所述功率控制器件开启的阈值电荷量与所述基准功率控制器件的阈值电荷量的比值选自：0.8～0.99。

可选的，所述场氧介质层包括：初始场氧介质薄膜，所述初始场氧介质薄膜覆盖所述SGT沟槽的底部和下部侧壁表面，且具有空腔区域，其中，所述屏蔽电极填充于所述空腔区域；场氧介质薄膜，所述场氧介质薄膜覆盖所述初始场氧介质薄膜以及屏蔽电极，且暴露出所述SGT沟槽的上部侧壁的表面。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于上述功率控制器件的光电二极管PD芯片，包含多个PD器件；其中，每个PD器件包括：第二半导体衬底；多个第一PD掺杂区，形成于所述第二半导体衬底内；第二PD掺杂区，与所述第一PD掺杂区一一对应，且所述第二PD掺杂区与所述第一PD掺杂区的掺杂类型相反；其中，所述第一PD掺杂区与所述第二PD掺杂区的横截面面积之和小于基于所述基准功率控制器件的PD器件的第一PD掺杂区与所述第二PD掺杂区的横截面面积之和，和/或，基于所述功率控制器件的PD器件的数量小于基于所述基准功率控制器件的PD器件的数量。

可选的，所述第一PD掺杂区与所述第二PD掺杂区的横截面面积之和与基于所述基准功率控制器件的PD芯片中的PD器件的第一PD掺杂区与所述第二PD掺杂区的横截面面积之和的比值选自：0.8～0.99。