[实用新型]内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率MOSFET

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶体管，尤其涉及在功率金属氧化物半导体场效应晶体管(Power MOSFET)结构中形成具有多个电场屏蔽井区、内嵌电极与多阶沟槽式结构的功率金属氧化物半导体场效应晶体管。 

背景技术

现有技术中，功率金属氧化物半导体场效应晶体管已被广泛使用在许多的应用上，例如分离组件、光电子组件、电源控制组件、直流对直流转换器与马达驱动等。在上述该些应用中所使用的该功率金属氧化物半导体场效应晶体管皆需要一个特殊的击穿电压、低导通电阻、高开关切换速度、与广大的安全操作区域。然而，为了降低该功率金属氧化物半导体场效应晶体管中导通功率的损失，该功率金属氧化物半导体场效应晶体管必须有一个低特定导通阻抗(low specific on-resistance)RSP。其中，该低特定导通阻抗的定义为上述应用的产品中具有多层主动区域的金属氧化物半导体场效应晶体管的导通阻抗。 

一般而言，传统为借由缩小装置单元晶胞的高度、增加封装的密度或增加单位面积内晶胞的数目而用以达成降低该低特定导通阻抗的目的。然而，随着该晶胞密度的增加，相关的固有电容(intrinsic capacitance)亦会随之增加，例如该固有电容可为栅极对源极电容C_gs、栅极对漏极电容C_gd、总输入电容C_iss与总输出电容C_oss。因此，对于高晶胞密度的装置，其切换的功率损失将会大幅增加。 

此外，在许多的切换应用中，例如在可携行动装置中所进行同步的大量直流对直流转换，其功率金属氧化物半导体场效应晶体管需要操作在高切换频率的环境下，例如1MHz或者更高频。 

故有必要提供一种新的组件结构，降低因上述固有电容所造成切换或动态功率的损失。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的为提供内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金属氧化物半导体场效应晶体管，借由第一阶沟槽结构进一步再形成相对于该第 一阶沟槽结构宽度较窄的第二阶沟槽结构，进而形成多阶且具有宽窄结构的沟槽结构。 

本实用新型的另一目的为根据上述的晶体管，提供第一屏蔽井区与第二屏蔽井区，用以增加击穿电压耐受度与降低漏电流。 

本实用新型的又一目的为根据上述的晶体管，在栅极沟槽单元与源极沟槽单元内填充绝缘层，用以完全地包覆位于该栅极沟槽单元与该源极沟槽单元内的该栅极端电极与该源极端电极，用以使得该栅极端电极与该源极端电极内嵌于对应该沟槽内部。 

本实用新型的再一目的为根据上述的晶体管，通过源极沟槽单元的第一阶源极沟槽用以进行多次性植入，用以形成具有多层的第二屏蔽井区。 

为达到上述目的或其它目的，本实用新型提供一种内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其由多个单位晶胞(Unit cell)所组成，且这些单位晶胞的任意一个的结构包含基板、外延层、栅极沟槽单元、源极沟槽单元、第一屏蔽井区、第二屏蔽井区、基体接面、源极接面与绝缘层。其中，该外延层设置于该基板的一侧；该栅极沟槽单元具有第一阶栅极沟槽与第二阶栅极沟槽；该源极沟槽单元具有第一阶源极沟槽与第二阶源极沟槽；该第一屏蔽井区植入于该外延层中，且该第一屏蔽井区包覆该栅极沟槽单元与该源极沟槽单元；该第二屏蔽井区植入于该外延层中，且该第二屏蔽井区包覆该源极沟槽单元的至少一部分；该基体接面设置于该第一屏蔽井区的一侧，且该基体接面在该源极沟槽单元两侧形成重掺杂区；该源极接面设置于该基体接面的一侧，且该源极接面设置于该栅极沟槽两侧；以及，该绝缘层设置于该源极接面的一侧，且该绝缘层填入该栅极沟槽与该源极沟槽。 

与现有技术相较，本实用新型的内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金属氧化物半导体场效应晶体管可降低因这些固有电容所造成切换或动态功率的损失。 

附图说明

图1至图3，为本实用新型实施例的内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图； 

图4，为本实用新型另一实施例的内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金 属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图；以及 

图5，为本实用新型又一实施例的内嵌电极的多阶沟槽式电场屏蔽功率金属氧化物半导体场效应晶体管的剖面示意图。 

主要部件附图标记： 

具体实施方式