[发明专利]具有分裂栅极的竖直沟槽栅型FET

说明书

本申请公开了具有分裂栅极的竖直沟槽栅型FET。一种半导体器件包括在具有第一导电类型的半导体层(220)中形成的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽。每个沟槽包括相应的场板(234)和在每个场板(234)上方的相应的栅极(260)。具有相反的第二导电类型的第一主体区(241)位于第一栅极(260)和第二栅极(260)之间，并且具有第二导电类型的第二主体区(242)位于第二栅极(260)和第三栅极(260)之间。第一源极区(250)位于第一主体区(241)上方，第二源极区(250)位于第二主体区(242)上方，第一源极区(250)和第二源极区(250)具有第一导电类型。第一栅极总线(283)与第一栅极(261)导电地连接，第二栅极总线(284)与第二栅极(262)导电地连接，第一栅极总线(283)与第二栅极总线(284)导电隔离。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件有着广泛的应用，例如在电源管理方面的应用。MOSFET的安全操作区(SOA)描述了电压和电流条件，在该条件下，器件可期望在无自损坏的情况下操作。

发明内容

在一个示例中，一种半导体器件包括在具有第一导电类型的半导体层中形成的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽。每个沟槽包括相应的场板和位于每个场板上方的对应栅极。具有相反的第二导电类型的第一主体区位于第一栅极和第二栅极之间，并且具有第二导电类型的第二主体区位于第二栅极和第三栅极之间。第一源极区位于第一主体区上方，第二源极区位于第二主体区上方，第一源极区和第二源极区具有第一导电类型。第一栅极总线导电地连接到第一栅极，第二栅极总线导电地连接到第二栅极，第一栅极总线与第二栅极总线导电隔离。

在另一示例中，一种半导体器件包括具有第一表面的漂移区。第一源极区和第二源极区位于漂移区上方。第一源极区和第二源极区耦合到源极端子。第一主体结构位于第一源极区和漂移区之间。第二主体结构位于第二源极区和漂移区之间。第一栅极对应于第一主体结构。第二栅极对应于第二主体结构。第一栅极导电地连接到配置为接收第一电压的第一栅极总线。第二栅极导电地连接到配置为接收第二电压的第二栅极总线。

在某些示例中，一种形成半导体器件的方法包括在第一导电类型的半导体层中形成第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽。半导体层位于具有第一导电类型的半导体衬底上方。在第一沟槽的第一内壁上方形成第一氧化层。第二氧化层位于第二沟槽的第二内壁上方。第三氧化层位于在第三沟槽的第三内壁上方。在第一沟槽中形成第一多晶硅板。在第二沟槽中形成第二多晶硅板。在第三沟槽中形成第三多晶硅板。在第一多晶硅板上方形成第一栅极。在第二多晶硅板上方形成第二栅极。在第三多晶硅板上方形成第三栅极。在半导体层上方形成第二导电类型的第一主体结构和第二主体结构。第一主体结构位于第一多晶硅板和第二多晶硅板之间，第二主体结构位于第二多晶硅板和第三多晶硅板之间。在第一主体结构上方形成第一导电类型的第一源极区。在第二主体结构上方形成第一导电类型的第二源极区。第一栅极导电地连接到第一栅极总线。第二栅极导电地连接到第二栅极总线。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1-图8图示了根据所描述的示例的示例分裂栅极(SG)器件形成的各个阶段的示意图；

图9图示了用于形成示例SG器件的示例方法的流程图；

图10图示了根据所描述的示例的另一示例SG器件的示意图；

图11图示了根据所描述的示例的图10的SG器件的示例SG配置的示意图；

图12图示了根据所描述的示例的示例操作方法的流程图；

图13图示了根据所描述的示例的另一示例操作方法的流程图；以及

图14图示了根据所描述的示例的另一示例操作方法的流程图。

具体实施方式

随着技术节点变小，而沟道密度增加，MOSFET器件可能具有减少安全操作区(SOA)，并可能在热不稳定区操作。