发明名称 半导体元件、场效电晶体以及其等之形成方法
摘要 揭露一种半导体元件,此半导体元件包括一或多个电荷控制电极,此一或多个电荷控制电极系可控制一半导体元件的漂移区内之电场。
申请公布号 TW587328 申请公布日期 2004.05.11
申请号 TW091123836 申请日期 2002.10.16
申请人 快捷半导体公司 发明人 克里斯多福B 科肯
分类号 H01L27/10 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种半导体元件,其包含:a)一半导体基材;b)该半导体基材中之第一导电性类型的一第一区;c)该半导体基材中之第二导电性类型的一第二区;d)复数个电荷控制电极,其中该等复数个电荷控制电极中之各个电荷控制电极系适可与该等复数个电荷控制电极中之其他电荷控制电极产生不同的偏压;及e)一介电物质,其配置于各个该等堆叠状的电荷控制电极周围。2.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该半导体元件为一功率二极体。3.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该半导体元件为一双载子电晶体。4.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该半导体基材包含一沟道,且其中该等复数个电荷控制电极中之电荷控制电极系堆叠在该沟道内。5.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该等复数个电荷控制电极系为第一复数个电荷控制电极,且其中该半导体元件包括第二复数个电荷控制电极。6.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该第一导电性类型为n-型,且该第二导电性类型为p-型。7.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中各个该等复数个电荷控制电极包含多晶矽。8.如申请专利范围第1项之半导体元件,其中该等复数个电荷控制电极受到偏压而在该第一区中产生一大致均匀的电场。9.一种场效电晶体,其包含:a)第一导电性类型的一半导体基材,其具有一主表面、一漂移区及一汲极区;b)第二导电性类型的一井区,其形成于该半导体基材中;c)该第一导电性类型的一源区,其形成于该井区中;d)一闸电极,其与该源区相邻形成;e)复数个堆叠的电荷控制电极,其埋设在该漂移区内,其中该等复数个堆叠状的电荷控制电极之各个电荷控制电极系适可与该等复数个电荷控制电极中之其他电荷控制电极产生不同的偏压;及f)一介电物质,其配置于各个该等堆叠状的电荷控制电极周围。10.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该等复数个堆叠状的电荷控制电极直接位于该闸电极下。11.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该闸电极为一沟道式闸电极。12.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其进一步包含能够分别将该等复数个控制电极内的控制电极加以偏压之复数个偏压元件。13.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该等复数个堆叠状的控制电极系配置于该闸电极的一侧。14.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该等复数个堆叠状的控制电极系为第一复数个堆叠状控制电极,且其中该场效电晶体进一步包括第二复数个堆叠状控制电极。15.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该等复数个堆叠状的电荷控制电极系适可调整该半导体基材的漂移区内之一电场轮廓,使得整个该漂移区内的电场量値大致均匀且超过2105伏特/公分。16.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其进一步包含一沟道,其中该等复数个堆叠状的控制电极内之电荷控制电极系配置于该沟道内。17.如申请专利范围第9项之场效电晶体,其中该场效电晶体系为一功率金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET) 。18.一种用于形成半导体元件之方法,此方法包含:a)提供一半导体基材,其具有第一导电性类型的一第一区;b)在该半导体基材中形成第二导电性类型的一区;c)形成一第一电荷控制电极;及d)形成一第二电荷控制电极,其中该第一电荷控制电极适可产生与该第一电荷控制电极不同的偏压。19.如申请专利范围第18项之方法,其进一步包含在该半导体基材中形成一沟道,且其中形成该第一电荷控制电极系包含将一导电材料沉积在该沟道中然后蚀刻该沉积的导电材料。20.如申请专利范围第19之方法,其中该导电材料为一第一导电材料,且其中形成该第二电荷控制电极系包含将一第二导电材料沉积在该沟道中然后蚀刻该沉积的第二导电材料。21.如申请专利范围第18项之方法,其进一步包含:在该半导体基材中形成一沟道式闸结构。22.如申请专利范围第18项之方法,其中该等第一及第二电荷控制电极包含多晶矽。23.如申请专利范围第18项之方法,其中该方法进一步包含在该半导体基材上或中形成复数个偏压元件,其中该等偏压元件适可以不同电压来偏压该等第一及第二电荷控制电极。24.如申请专利范围第18项之方法,其中该半导体元件为一功率MOSFET。25.一种场效电晶体,其包含:a)第一导电性类型的一半导体基材,其具有一主表面、一漂移区及一汲极区;b)第二导电性类型的一井区,其形成于该半导体基材中;c)该第一导电性类型的一源区,其形成于该井区中;d)一源接触层,其耦合至该源区;e)一闸电极,其与该源区相邻形成;f)一电荷控制电极,其埋设在该漂移区内,其中该电荷控制电极系适可以与该闸电极或该源接触层不同的一电位受到偏压、并适可控制该漂移区中的电场;及g)一介电物质,其配置于该电荷控制电极周围。26.如申请专利范围第25项之场效电晶体,其进一步包含一偏压元件,该偏压元件系适可以不同电位来偏压该电荷控制电极。27.如申请专利范围第25项之场效电晶体,其中该闸电极为一沟道式闸电极。28.如申请专利范围第25项之场效电晶体,其中该电荷控制电极直接位于该闸电极底下。29.如申请专利范围第25项之场效电晶体,其中该电荷控制电极直接位于该闸电极下,且其中该闸电极为一沟道式闸电极。30.一种用于形成场效电晶体之方法,包含:a)提供第一导电性类型的一半导体基材,其具有一主表面、一漂移区及一汲极区;b)在该半导体基材中形成第二导电性类型的一井区;c)在该井区中形成该第一导电性类型之一源区;d)在该源区上形成一源接触层;e)与该源区相邻形成一闸电极;f)在该漂移区中形成一电荷控制电极,其中该电荷控制电极系适可以与该闸电极或该源接触层不同的一电位受到偏压、并适可控制该漂移区中的电场;及g)在该电荷控制电极周围形成一介电物质。31.如申请专利范围第30项之方法,其中该闸电极为一沟道式闸电极。32.如申请专利范围第30项之方法,进一步包含:形成一偏压元件,其中该偏压元件系适可偏压该电荷控制电极。图式简单说明:第1图显示根据本发明一项实施例之一垂直沟道MOSFET元件的剖视图;第2(a)图显示根据本发明一项实施例之一垂直沟道MOSFET元件中的电场及崩溃电压vs.距离(微米)的图;第2(b)图显示根据一种不具有电荷控制电极的习知垂直沟道MOSFET元件之一垂直沟道MOSFET元件中的电场及崩溃电压vs.距离(微米)的图;第3图显示根据本发明一项实施例之一垂直平面性MOSFET元件的剖视图;第4图显示根据本发明一项实施例之一功率二极体元件的剖视图;第5图显示根据本发明一项实施例之一种双载子电晶体的剖视图;第6图显示根据本发明一项实施例之一侧向MOSFET的剖视图;第7(a)-7(i)图显示内部形成有堆叠状电极之半导体基材的剖视图。
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