[发明专利]功率晶体管及其制造方法

说明书

本发明提供一种功率晶体管及其制造方法，所述晶体管包括衬底、外延层、第一至第三导体层以及第一至第三绝缘层。衬底具有有源区以及终端区。外延层配置于衬底上，且外延层中具有分别位于有源区以及终端区的第一沟槽以及第二沟槽。第一导体层配置在所述第一沟槽中。第二导体层配置在所述第二沟槽中。第三导体层配置于第一沟槽中且位于第一导体层上。第一绝缘层配置于第一导体层与外延层之间。第二绝缘层配置于第二导体层与外延层之间。第三绝缘层配置于第一导体层与第三导体层之间。此外，第一导体层的顶面低于第二导体层的顶面。

技术领域

本发明涉及一种晶体管及其制造方法，尤其涉及一种功率晶体管及其制造方法。

背景技术

功率开关晶体管在电源管理领域已广泛使用，理想的功率开关必须具有低寄生电容(parasitic capacitance)的特性，以确保功率开关晶体管的反应速度以提供良好的功率转换效率。

在现有的功率开关晶体管结构中，沟槽电极结构包含在上部的栅电极(gate)与在下部的源电极(source)。在栅电极底面的两侧具有齿状凸出，会缩短栅极与漏极(drain)之间的距离，导致栅极与漏极间的寄生电容(Qgd)增加，进而影响功率开关晶体管的切换速度。现有工艺可通过控制源电极的蚀刻高度以消除栅电极底面两侧的齿状凸出结构，但源电极的蚀刻很难精确控制，导致工艺成本增加且质量不稳定。

因此，如何不增加工艺成本，且能稳定制造低栅极-漏极间寄生电容的功率开关晶体管，为业界亟欲改善的问题。

发明内容

本发明提供一种功率晶体管及其制造方法，可利用现有的工艺提供质量稳定的低寄生电容的功率晶体管。

本发明提供一种功率晶体管，其包括衬底、外延层、第一至第三导体层以及第一至第三绝缘层。衬底具有有源区以及终端区。外延层配置于衬底上，且外延层中具有分别位于有源区以及终端区的第一沟槽以及第二沟槽。第一导体层配置于第一沟槽中。第二导体层配置于第二沟槽中。第三导体层配置于第一沟槽中且位于第一导体层上。第一绝缘层配置于第一导体层与外延层之间。第二绝缘层配置于第二导体层与外延层之间。第三绝缘层配置于第一导体层与第三导体层之间。此外，第一导体层的顶面低于第二导体层的顶面。

在本发明的一实施例中，上述第三绝缘层的宽度同于第一导体层的宽度。

在本发明的一实施例中，上述第三绝缘层与第一绝缘层接触。

在本发明的一实施例中，上述功率晶体管还包括绝缘部，其配置于第三绝缘层与第三导体层之间。

在本发明的一实施例中，上述绝缘部的致密度小于第三绝缘层的致密度。

在本发明的一实施例中，上述第三导体层的宽度大于第一导体层的宽度。

本发明提供一种功率晶体管，其包括衬底、外延层、第一电极、第二电极、第一绝缘层以及栅间绝缘层。外延层配置于衬底上，外延层中具有第一沟槽。第一电极配置于第一沟槽中。第二电极配置于第一沟槽中且位于第一电极上。第一绝缘层配置于第一电极与外延层之间。栅间绝缘层配置于第一电极与第二电极之间且与第一绝缘层接触。此外，第一绝缘层的致密度实质上相同于栅间绝缘层的致密度。

在本发明的一实施例中，上述第一绝缘层的顶面实质上齐平于栅间绝缘层的顶面。

本发明又提供一种功率晶体管的制造方法，其包括以下操作。提供衬底，所述衬底具有有源区以及终端区。在有源区以及终端区的衬底上形成外延层。分别于有源区以及终端区的外延层中形成第一沟槽以及第二沟槽。在第一沟槽的表面上形成第一绝缘层以及于第二沟槽的表面上形成第二绝缘层。在第一沟槽中的第一绝缘层上形成第一导体层以及于第二沟槽中的第二绝缘层上形成第二导体层，第一导体层的顶面低于第二导体层的顶面。在第一导体层上形成第三绝缘层以及在第二导体层上形成第四绝缘层。在第三绝缘层上形成绝缘部。移除至少部分所述绝缘部以及部分所述第一绝缘层，以在有源区的外延层中形成开口。在开口中形成第三导体层。