[发明专利]功率元件及其制造方法

说明书

本发明提出一种功率元件及其制造方法。功率元件包含：半导体层、阱区、本体区、栅极、子栅极、源极与漏极以及电场调整区。其中，子栅极形成于半导体层之上表面上，且部分阱区位于子栅极正下方，且子栅极与栅极不直接连接。电场调整区具有与阱区相反的导电型，且电场调整区形成于半导体层的上表面下且不连接于该上表面。电场调整区位于半导体层的阱区中，且至少部分电场调整区位于子栅极的正下方。

技术领域

本发明涉及一种功率元件及其制造方法，特别涉及一种能够提高崩溃电压(breakdown voltage)并降低导通电阻的功率元件及其制造方法。

背景技术

图1A和图1B分别显示一种已知功率元件100的俯视示意图与剖视示意图。图1B显示图1A的AA’剖线的剖视示意图。所谓的功率元件，是指于正常操作时，施加于漏极的电压高于5V。一般而言，功率元件的漏极与栅极间，具有漂移区12a(如图1B中虚线框范围所示意)，将漏极19与本体区16分隔，且漂移区12a的横向长度根据正常操作时所承受的操作电压而调整。如图1A与图1B所示，功率元件100包含：阱区12、绝缘结构13、漂移氧化区14、本体区16、栅极17、源极18与漏极19。其中，阱区12的导电型为N型，形成于基板11上，绝缘结构13为区域氧化(local oxidation of silicon，LOCOS)结构，以定义操作区13a，作为功率元件100操作时主要的作用区。操作区13a的范围由图1A中，粗黑虚线框所示意。栅极17覆盖部分漂移氧化区14。为使功率元件100的导通电阻下降，可减少绝缘结构13与漂移氧化区14的厚度，但如此一来，功率元件100的崩溃防护电压将会下降，限制了功率元件100的应用范围；而为使功率元件100的耐压(withstand voltage)提高，可增加绝缘结构13与漂移氧化区14的厚度，但如此一来，功率元件100的导通电阻将会提高，操作的速度降低，降低元件的性能。

有鉴于此，本发明提出一种能够提高不导通操作时的崩溃电压并降低导通电阻的功率元件及其制造方法。

发明内容

于一观点中，本发明提供一种功率元件，包含：一半导体层，形成于一基板上，该半导体层具有一上表面；一阱区，具有一第一导电型，形成于该半导体层中，且该阱区位于该上表面下并连接于该上表面；一本体区，具有一第二导电型，形成于该半导体层中，且该本体区位于该上表面下并连接于该上表面，该本体区于一通道方向上，与该阱区邻接；一栅极，形成于该上表面上，部分该本体区位于该栅极正下方并连接于该栅极，以提供该功率元件在一导通操作中的一反转电流通道，且部分该阱区位于该栅极正下方，以提供该功率元件在该导通操作中的一漂移电流通道；一子栅极，形成于该上表面上，且部分该阱区位于该子栅极正下方，且该子栅极与该栅极不直接连接；一源极与一漏极，具有该第一导电型，且该源极与该漏极形成于该上表面下并连接于该上表面，且该源极与该漏极分别位于该栅极的外部下方的该本体区中与远离该本体区侧的该阱区中，且由俯视图视之，该子栅极介于该栅极与该漏极之间；以及一电场调整区，具有该第二导电型，且该电场调整区形成于该上表面下且不连接于该上表面，该电场调整区位于该半导体层的该阱区中，且该电场调整区介于该本体区与该漏极之间。