[发明专利]复合型功率元件及其制造方法

说明书

本发明公开一种复合型功率元件及其制造方法，功率元件包含基材结构、绝缘层、介电层、金氧半场效晶体管、及齐纳二极管。金氧半场效晶体管形成于基材结构的晶体管形成区域中。齐纳二极管形成于基材结构的电路元件形成区域中、且包含形成于绝缘层上且被介电层覆盖的齐纳二极管掺杂结构。稽纳二极管掺杂结构包含彼此相接的P型掺杂区及N型掺杂区。齐纳二极管另包含齐纳二极管金属结构，其形成于介电层上、且部分地贯穿介电层，以电性连接齐纳二极管掺杂结构的P型掺杂区及N型掺杂区。齐纳二极管经配置在复合型功率元件通电时接受逆向偏压。借此，复合型功率元件的制程复杂度能被简化，并且终端产品的体积也能被减少。

技术领域

本发明涉及一种功率元件，特别是涉及一种复合型功率元件及其制造方法。

背景技术

在现有的功率元件中，如：金氧半场效晶体管(MOSFET)、双极面结型晶体管(BJT)，若需要在电路设计中增加其它的电路元件(如：电阻器或齐纳二极管)以形成具有特定功能的电子电路，该些电路元件需要通过焊接的方式与功率元件电性连接。然而，此种电路元件与功率元件的连接方式将增加产品制造的复杂度、且无法有效减少产品的体积。

于是，本发明人有感上述缺失可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种复合型功率元件及其制造方法。

本发明实施例公开一种复合型功率元件，包括：一基材结构，包含有一基底层及形成于所述基底层上的一磊晶层；其中，所述磊晶层凹设有至少一沟槽，所述基材结构沿着其长度方向定义有一晶体管形成区域及相邻于所述晶体管形成区域的一电路元件形成区域，并且所述沟槽是位于所述晶体管形成区域中；一绝缘层，延伸地形成于所述磊晶层上及所述沟槽的内壁上；其中，所述绝缘层的位于所述沟槽的所述内壁的部位定义为一沟槽绝缘层，其包围形成有一凹槽，并且所述绝缘层的其余部位定义为一披覆绝缘层；一介电层，形成于所述绝缘层上；一金氧半场效晶体管，位于所述晶体管形成区域中、且包含：一闸极填充结构，形成于所述沟槽绝缘层的所述凹槽中；一基体掺杂结构，形成于所述磊晶层中、且位于所述沟槽的周围区域；一源极金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接所述基体掺杂结构；及一汲极金属结构，形成于所述基底层的一底面；以及一齐纳二极管，位于所述电路元件形成区域中、且包含：一齐纳二极管掺杂结构，形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖；中，所述齐纳二极管掺杂结构包含有彼此相接的一P型掺杂区及一N型掺杂区；及一齐纳二极管金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述齐纳二极管掺杂结构的所述P型掺杂区及N型掺杂区；其中，所述齐纳二极管经配置在所述复合型功率元件通电时接受一逆向偏压。

优选地，在所述齐纳二极管中，所述齐纳二极管金属结构包含有两个金属接脚，两个所述金属接脚彼此间隔设置、且皆部分地贯穿所述介电层，以分别电性连接于所述齐纳二极管掺杂结构的所述N型掺杂区与所述P型掺杂区；其中，在所述复合型功率元件通电时，连接于所述P型掺杂区的所述金属接脚的电位低于连接于所述N型掺杂区的所述金属接脚的电位，借以产生所述逆向偏压。

优选地，复合型功率元件进一步包括：一电阻器，位于所述电路元件形成区域中、且与所述齐纳二极管呈间隔设置，并且所述电阻器包含：一电阻器掺杂结构，形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖；其中，所述电阻器掺杂结构为P型掺杂半导体或N型掺杂半导体；及一电阻器金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述电阻器掺杂结构，并且所述电阻器经配置在所述复合型功率元件通电时产生一电阻。