[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件及其形成方法。半导体器件包括用于构成功能性晶体管的栅极结构和不构成功能性晶体管的伪栅极结构，从而可以在提高半导体器件的抗短路能力的基础上，维持器件的耐压性能。同时，还在伪栅极结构中还集成设置有集成半导体结构(包括具有PN结结构的温度传感器)，从而可以有效提高半导体器件的空间利用率，并进一步提高具有功率晶体管的半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，半导体器件的尺寸随之缩减，半导体器件中的各个结构之间的排布也更加紧密。例如，针对具有多个晶体管的半导体器件而言其各个晶体管的尺寸越来越小，以及在同等空间下可以排布有更多数量的晶体管。此时，虽然可以大大提高半导体器件的排布密集度，然而也会随之带来一些问题。

以所述半导体器件中具有多个功率晶体管(例如，绝缘栅双极型晶体管)为例，由于功率晶体管在其工作过程中电流密度大，从而使得密集排布的功率晶体管之间存在抗短路能力差的缺点。为此，通常可以通过降低有效沟道的密度，来减小饱和电流密度，以提高其抗短路能力。此外，为了在降低器件的有效沟道密度的同时，还保持器件的耐压不受到太大的影响，则可以采用伪栅极结构来实现。即，通过设置伪栅极结构，可以在提高器件的抗短路能力的基础上，保障器件的耐压性能，然而针对现有的半导体器件仍然还需要进一步优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件，以进一步优化半导体器件的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件，包括：

衬底，所述衬底中形成有多个沟槽，所述多个沟槽包括第一沟槽和第二沟槽；

栅极结构，填充在所述第一沟槽中，并且所述栅极结构具有预定掺杂类型，以用于构成功率晶体管的栅极结构；以及，

伪栅极结构，填充在所述第二沟槽中，并且至少部分伪栅极结构中形成有掺杂类型相反的第一掺杂区和第二掺杂区，所述第一掺杂区和所述第二掺杂邻接以构成具有PN结结构的温度传感器。

可选的，所述功率晶体管为绝缘栅双极型晶体管。

可选的，所述至少部分伪栅极结构中的PN结结构串联连接或并联连接。

可选的，所述栅极结构和所述伪栅极结构沿着第一方向依次排布，并且所述栅极结构和所述伪栅极结构均沿着第二方向延伸；以及，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区沿着伪栅极结构的延伸方向排布在所述伪栅极结构中。

可选的，所述衬底中还形成有阱区，所述阱区形成在相邻的沟槽之间，并且所述伪栅极结构中的所述至少一掺杂区中和所述阱区的掺杂类型相同掺杂区的掺杂浓度与所述阱区的掺杂浓度相同。

可选的，所述衬底中还形成有源区，所述源区至少形成在所述第一沟槽的侧边，并且所述伪栅极结构中的所述至少一掺杂区中与所述源区的掺杂类型相同的掺杂区的掺杂浓度和所述源区的掺杂浓度相同。

本发明的另一目的在于提供一种半导体器件的形成方法，包括：

提供一衬底，并在所述衬底中形成多个沟槽，所述多个沟槽包括第一沟槽和第二沟槽；

在所述第一沟槽中形成栅极结构，在所述第二沟槽中形成伪栅极结构，其中所述栅极结构具有预定掺杂类型以用于构成晶体管的栅极结构，以及至少部分伪栅极结构中形成有掺杂类型相反的第一掺杂区和第二掺杂区，所述第一掺杂区和所述第二掺杂邻接以构成具有PN结结构的温度传感器。

可选的，所述形成方法还包括在所述衬底中形成阱区，所述阱区形成在相邻的沟槽之间；以及，在形成所述阱区时还包括：在所述伪栅极结构中形成掺杂类型相同的掺杂区。