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TW201222828A - ACCUFET with integrated clamping circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

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TW201222828A
TW201222828A TW100138659A TW100138659A TW201222828A TW 201222828 A TW201222828 A TW 201222828A TW 100138659 A TW100138659 A TW 100138659A TW 100138659 A TW100138659 A TW 100138659A TW 201222828 A TW201222828 A TW 201222828A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
region
field effect
effect transistor
semiconductor substrate
cumulative field
Prior art date
Application number
TW100138659A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Ng
Anup Bhalla
xiao-bin Wang
Original Assignee
Alpha & Omega Semiconductor
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alpha & Omega Semiconductor filed Critical Alpha & Omega Semiconductor
Publication of TW201222828A publication Critical patent/TW201222828A/zh

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/811Combinations of field-effect devices and one or more diodes, capacitors or resistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00Diodes
    • H10D8/60Schottky-barrier diodes 

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

201222828 六、發明說明: … 【發明所屬之技術領域】 [0001]本發明主要是有關於場效應電晶體,更具體地〜、 電晶
是有關於一種具有集成箝位元電路之累積型場、特W 【先前技術】 [0002] 目前,累積模式場效應電晶體,有時稱為「 應電晶禮」’可以作為溝槽型場效應電晶趙裂%效 屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)中那樣像在金 極少或沒有本體區,因此含有極少或沒有p、n接’但含有 槽閘極之間之區域(稱為臺面結構)及 面。對涛 是多晶W進㈣雜,為累積型場效應電晶通常 功函數,當累積型場效應電晶體斷開時,供〜個 域耗盡,這及接面場效應電晶體UFET) _面結構區 所加電壓使臺面結構不完全耗盡時,電流通二當開極 位於臺面結構一端r伽‘TSA、 r 嘗延伸到 ^ (例如頂部)的「源極 面:構另一端(例如底部)的「沒極」之間。閘極:: 通⑽成在外延層中,外延層生長在底部基板上方。當 閘極電壓等於源極電壓時(即Vgs = Q),增強型的累積型
場效應電晶體斷開。如里以,U 1如果增大V (對於n_型累積型場效 應電晶體來說),間極周圍的耗盡區會變小,在源極及 汲極之間產生一個領T :厶4基妨 電/瓜通路。進—步增大y ,會沿溝槽 間極側壁形成累積區,提高通道傳導,並^一步降低 元件的導通電阻。 [0003] 累積型場效應電晶體可叫妹高的晶格密度 以及極低 100138659 表單.编號如】〇! 第4頁/共29頁 1002065618-0 201222828 〇 [0004] 的導通電阻。然而,累積塑場效應電晶體用在功率半導 體元件中卻會受到許多缺陷的限制。具體地說,缺少用 於限制峰值汲極分解電壓的箝位元結構,使累積型場政 應電晶體易受電流或電壓尖峰訊號的影響。尤其是♦斷 開累積型場效應電晶體時,更容易產生這種問題。有研 究已經發現閘極氧化物斷裂會導致元件發生無法挽救的 損壞。累積型場效應電晶韹本來並沒有箝位元電路、伙 推 制分解電壓。箝位元電路必須確保汲極電壓不會升汽到 損壞脆弱的閘極氧化物的程度。 美國專利號5, 856, 692提出了一種累積型功率m〇SFEt, 以克服上述不良效應。所述的累積型場效應電晶體具有 一個具有溝槽的閘極,形成在第一導電類型的半導體材 料中。第二導電類型的區域形成在基板中,基板可以含 有一個外延層,一個藉由第二導電類型的區域形成的 接面二極體,穿過累積型M0SFET ’並聯到電流通路上。 所設計的二極體分解電壓,使二極體在閘極周圍的氧化 〇 層損壞之前就分解,否則當M0SFET載入高電壓時,會損 壞閘極氧化層。然而’製備二極體的P +區一直向下擴散 到基板,需要很高的熱積聚,這不僅增加了製備元件的 成本及時間,而且還會帶來其他問題。此外,P-N接面二 極體具有很高的反向回復電荷Qrr ’導致非理想的開關特 性,例如開關節點振盪,感應閘極過衝等。 [0005] 因此,十分必要製備一種累積場效應電晶體元件,具有 極高晶格密度以及優良的導通電阻性能,可以有效地開 關電感負載’或以一種可靠的方式,特別是不會損壞溝 100138659 第5頁/共29頁 1002Q65618-0 表單編號A0101 201222828 [0006] [0007] [0008] [0009] 槽閘極的方式’承受有限能量的電壓峰值。 【發明内容】 有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是提供了 一種具有集成箝位元電路之累積型場效電晶體,具有一 個包括閘極、源極及汲極之半導體基板;以及—個形成 在半導體基板上之集成箝位元電路,該集成箝位元電路 及及汲極及源極區電性連接,以得到所需之分解電壓。 在本發明之實施例中,閘極區更包括多個空間分離之溝 槽閘極’箝位元電路由半導體層及金屬層之間之交界面 限疋,溝槽閘極就形成在半導體層中。分解電壓在某種 程度上由所形成之交界面之尺寸決定。 在本發明之另一個實施例令,藉由位於溝槽閘極附近之 外延層區域中’產生多個空間分離之p—型區,形成箝位 元電路。這些以及其他實施例將在下文中詳細介紹。 另’根據本發明之目的更提供一種具有集成箝位元電路 之累積型場效電晶體之製備方法,其方法包含:在一半 導體基板上製備一閘極、一源極及一汲極;以及在該半 導體基板上’製備一 p-n接面,及該源極及該汲極並聯, 該p-n接面有助於獲得箝制之一分解電壓。 [0010] 【實施方式】 請參閱第1圖,其係為本發明之一種累積型場效應電晶體 (ACCUFET)積體電路1〇之示意圖。圖中包括由半導體 基板上之多個溝槽閘極12、14、16所限定之累積型場效 應電SB體 半導體基板含有一種N +半導體材料18 ’以 100138659 表單編號A0101 第6頁/共29頁 1002065618-0 201222828 Ο 及开〃成在Ν +半導體材料18本面之一個Ν -型外延層2q。所 t成之溝槽閘極12、14、16具有多晶矽電極,藉由開極 氧化層(例如氧化物)22,及基板18及N-型外延層2〇唣 緣。對N-型外延層20位於溝槽閘極12、14附近之部分進 行摻雜,限定N+區24、26及28。N+區24、26、28及導 電層(例如氧化層)29相接觸,作為累積型場效應電晶 體之源極區,包含在積體電路10中.基板18作為汲極。 導電層29通常由鋁、金等類似之金屬製成,藉由半導體 幻面限定交界面3〇。可以用磷、砷等相似合適之n—型摻 雜物’在一定範圍内(例如1〇 keV至80 keV)之植入 量下’摻雜區域24、26、28。從交界面30開始測量,N + 區24、26之深度在〇. 1至〇· 25微米之間。鄰近之溝槽間 極之間之距離32在0. 2至0. 8微米之間,溝槽閘極12、14 之寬度34在0. 1至〇. 5微米之間。閘極氧化層22之厚 ^約在50至300埃之間,並且内襯在閘極材料25 (例如多 曰日石夕)位於溝槽閘極内部之侧壁上。 q [0011] 多個空間分離之區域36、38、4Q形成在溝槽閘極12、Μ 16附近,用p_型摻雜物,摻雜這些區域。可以用合適 之P、型摻雜物摻雜區域36、38、4〇 ’例如用硼⑻進 ~ ^及熱擴散技術。作為本發明之實施例,植 犯量可以在10 keV至60 keV之間。從交界面30開始測 量’ P一型摻雜區%、38、40之深度在〇.⑴微米之間。 P換雜區之寬度42約在G. 5至2微米之間。p_換雜區36、 38 40之間之區域44、46限定肖特基二極體,其中N—型 外延層20限定了陰極,導電⑽限定了陽極。形成在區 100138659 表單編號删1 P頁/共29 S ,002065618-0 201222828 域44、46處之肖特基二極體,被位於區域36、38、40處 周圍之P-N接面遮罩。區域44、46之作用是,為元件提供 所需之箝位元分解電壓,這在某種程度上由P-摻雜區36 、38、40之間相鄰之間距48所限定。間距48可以在0. 5 至2微米之範圍内。 [0012] 請參閱第1圖及第2圖,圖中之區域44、46限定了肖特基 二極體50 5肖特基二極體50及累積型場效應電晶體52並 聯耗合在一起。累積型場效應電晶體52是一個垂直分立 元件,及肖特基二極體50集成在一起。累積型場效應電 晶體52可以由多個並聯之累積型場效應電晶體晶格構成 ,以作為一個單獨之分立累積型場效應電晶體元件,如 第1圖所示,多個N+區24、26、28與導電層29相接觸, 作為源極,底部基板18作為汲極。間距48以及P區之深度 及摻雜濃度確定了肖特基二極體50之反向偏置分解電壓 。因此,藉由在製備積體電路10時,改變體積(例如間 距48以及P型區36、38、40之深度)及或P型區之摻雜濃 度,可以為累積型場效應電晶體提供所需之分解電壓。 肖特基二極體50之分解電壓,將積體電路10所含之累積 型場效應電晶體之分解電壓箝制至安全水準,從而保護 脆弱之閘極氧化層22,尤其是位於閘極材料25及靠近閘 極材料2 5之那部分N -型外延層2 0之間之閘極氧化層2 2。 [0013] 請參閱第1圖、第2圖及第3圖,圖中包含配置基板18上累 積型場效應電晶體之佈局,使區域36、38、40聚集在一 起。具體地說,就是在基板18上,限定一個開關區55以 及一個分解電壓控制區53。開關區55對應累積型場效應 100138659 表單編號A0101 第8頁/共29頁 1002065618-0 201222828 Ο 電晶體52 ’且分解電壓控制區53對應肖特基二極體5〇。 在開關區55中,具有Ν+區24、26、28、70、72、74、 76、78、80、82之溝槽閘極 12、14、16、61、63、64 、65、67、69之位置相鄰《分解電壓控制區53含有一個 由Ρ-摻雜區組成之晶格結構84,例如第i圖所繪示之?_摻 雜區36、38、40。晶格結構84限定了多個空間分離之多 角形區域86 ’在多角形區域86中,N-型外延層20裸露在 晶格結構84之P —型區之間。晶格結構84及第1圖所繪示之 P-型區36、38、40相似’多角形區域86及第1圖所示之 肖特基區44、46類似。然而,要明確的是,並不是一定 要將所有之溝槽閘極12、14、16、61、63、64、65、 67、69聚集在一起。例如,分解電壓控制區153可以藉由 開關區155、157側面連接,如第4圖所示。並且,封閉式 晶格及開放式晶格佈局都可以用於開關區55及分解控制 區5 3 〇 [0014] 請參閱第5圖,依據本發明之另一個實施例,累積型場效 Ο 應電晶體積體電路11 〇含有多個多晶矽之溝槽閘極丨丨2、 114、116 ’形成在N +半導體基板118上,一個N-型外延 層120也形成在N+半導體基板118上。溝槽閘極112、114 、116及第1圖所示之溝槽閘極12、14、16具有相同之構 造。因此,每個溝槽閘極112、114、116内之閘極電極 ,如第5圖所示,都藉由閘極氧化層丨22,及基板118及 N-型外延層120絕緣。摻雜位於溝槽閘極112、U4附近 之N-型外延層120 ’以限定N+區124、126 ,同時其他區 域128不摻雜N+。區域124、126作為累積型場效應電晶 100138659 表單編號A0101 第9頁/共29頁 ,002065618-0 201222828 體之源極區’包含在積體電路110中,其中基板118作為 汲極。區域124、126、128及導電層129相接觸,導電層 129通常由鋁、金等類似之金屬製成,進而限定了導電層 129及半導體表面之間之交界面13〇。 [0015] 請參閱第2圖及第5圖,其中可以用合適之n_型摻雜物( 例如砷(As)、磷(P)以及類似材料),在1 keV至5 keV範圍内之植入能量下’對區域124、ι26進行。從介 面130開始測量’區域124、126之深度在〇· 1至〇. 25微 来之間。區域128構成肖特基二極體5〇之陰極,導電層 129作為肖特基二極體5〇之陽極。 [0016] 請參閱第5圖及第6圖,圖中之積體電路no中所含之累積 型場效應電晶體中出現之區域128之數量,在一定程度上 限定了元件之分解能力。具體地說,累積型場效應電晶 體是由各種溝槽閘極112、114、116、161、163、165 、167、169、171、173、175、177、179 ' 181、183 限定。依照上述區域124、126或區域128,可以對區域 124、126、128、184-1 96進行摻雜。如第5圖所示,區 域124、126、128、184-196中之每三個區域省去一次 η-型摻雜,進而形成n-摻雜區(例如丨24、i 26 )及非摻 雜(或輕摻雜)區域(例如128 )之比例為2 : 1。n + -摻 雜區(124、126 )構成累積型場效應電晶體之有源晶格 ,而非摻雜區128構成肖特基二極體之晶格。非摻雜區 128周圍之溝槽閘極114、116有助於遮罩形成在區域128 中之肖特基二極體。然而,應明確的是,根據不同之應 用’可以改變這個比例。例如’為了最佳化電路性能( 100138659 表單編號A0101 第10頁/共29頁 1002065618-0 201222828 、掛位凡性st>為代價),被n + _摻雜區覆蓋之區域及 換雜區覆蓋之區域之比例必須高達1〇:卜 [0017]
曰 > 閱第7圖,本發明之另—個實施例,累積型場效應電 體積體電路21G含有多個多晶梦之溝槽閘極、⑴ 、216 ’形成在N +半導體基板218上,-細-型外延層 220也形成在射半導體基板218上。溝槽閘極212、214、 第1圖所示之溝槽閘極、14、16具有相同之構造 因此’每個溝槽閉極212、214、216内之閘極電極, 都藉由間極氧化層222,及基板218及N-型外延層220絕 緣。用P-型摻雜物摻雜位於溝槽閘極212、214附近之那 邛刀N-型外延層220,以構成一個p基極區225。於其之 頂部’其係-個用n-型材料摻雜之N+^226 ^此外,用 n一型摻雜物摻雜區域224、228。區域224、226、228及 導電層229相接觸,導電層229可以參照上述第1圖所示之 導電層29之方式製備。區域224、228作為累積型場效應 電晶體之源極區,其包含在積體電路21〇中。基板218作 為累積型場效應電晶體之汲極。由料區226、p基極區 225及N_型外延層220製成之N+、P或N接面形成一個集電 極-發射極分解電壓二極體(BVce〇Diode),成為雙極電晶 體,其中P層未接地,並不直接及金屬接觸。這種結構可 以藉由調整開放式基極之N+、p或n雙極電晶體之雙極增 益,來調節分解電壓。該結構之分解電壓值係藉由雙極 電晶體之雙極增益調節之。其箝位元分解電壓可以比簡 單之P-N接面二極體更低。作為本發明之實施例,增大p 基極區225之摻雜濃度可以提高雙極電晶體之增益,從而 100138659 表單編號Α0101 第11頁/共29頁 1002065618-0 201222828 降低集電極—發射極分解電壓二極體(BV n ^ ce〇ui〇c^)之分解 電壓。例如,在60-300 keV之能量範圍内,進行離子植 入,可以在N —型外延層220中引入P-型摻雜物。作為H务 明之實施例,P基極區225中出現p —型摻雜物之量為$ 1〇12至3x 1013^ (每單位面積上所測之表面摻雜^度 )〇 [0018] 請參閱第8圖,在本發明之另一個實施例中,累積型γ效 應電晶體積體電路31 〇含有一個由多個多晶矽之溝槽閘極 312、314限定之累積型場效應電晶體,形成在料半導體 基板318上,一個Ν-型外延層320也形成在…半導體基板 318上。每個溝槽閘極312、314都藉由閘極氧化層322, 及基板318及Ν-型外延層320絕緣。摻雜位於溝槽閘極 312、314附近之那部分Ν-型外延層320,以限定ν +區 324、326、328,進而構成一系列背對背之穩壓二極體 。區域324、326、328及導電層329相接觸,導電層329 通常由鋁、金等類似之金屬製成,進而限定了導電層329 及半導體表面之間之交界面13〇。且可以用填、坤等類似 合適之η-型摻雜物’在一定範圍内(例如i kev至5 keV )之植入能量下,摻雜區域324、326、328。藉由這種 方式’區域326、328作為積體電路310中所含之累積型 場效應電晶體之源極區。基板318作為累積型場效應電晶 體之汲極。從交界面330開始測量,區域324、326、328 之深度在〇_ 1至0. 25微米之間。溝槽閘極之間之距離332 在0.4至0.8微米之間,而溝槽閘極312、314之寬度 334在0.1至0.5微米之間。閘極氧化層322之厚度約在50 100138659 表單編號A0101 第12頁/共29頁 1002065618-0 201222828 至300埃之間,且包圍著閘極材料325,但是其在溝槽底 部可能更厚一些。 _ [0019] 多晶矽層350形成在導電層329附近,並且其中具有多個 P~n接面。由不同導電類型交替之區域構成p_n接面形 成在多晶矽層350中,表示為351-359。用p-型捧雜物換 雜區域351、353、355、357、359。用η-型摻雜物摻雜 352、354、356、358。具體地說,電介質(例如氧化物 )層366是形成在一部分交界面330之上方,不與溝样開
極312、314重疊。多晶矽層350形成在電介質層366之上 方。多晶矽層350最右邊之區域及導電層329電性連接, 進而與Ν +源極區326、328也電性連接。多晶矽層35〇最 左邊之區域,即ρ-型多晶矽區351及汲極(例如藉由N —型 外延層320 )連接起來。作為本發明之實施例,在第7圖
之左側,最左邊之ρ-型多晶矽351可以連接到Ν-型外延層 320,進而穿過基板318,連接到汲極上。因此,沿源極 及汲極之間之多晶矽層3 50形成一系列背對背之Ρ-Ν穩壓 二極體,進而將元件之分解電壓箝制在安全之水準上。 分解特性由多晶矽層350之面積決定,以及區域351-359 中摻雜物之密度,以及各個區域之體積及多晶矽層350中 所形成之背對背二極體之數量。作為本發明之實施例, 如第9圖所示,可以沉積多晶矽層350,包圍積體電路310 中所含之累積型場效應電晶體之溝槽閘極312、314、 316、361、363、365、367、369、371、373、375、 377、379、381、383。 [0020] 應理解上述說明僅是本發明之實施例,以及其他在本發 100138659 表單編號Α0101 第13頁/共29頁 1002065618-0 201222828 明意圖及範_之修正,不應認為是本發明範圍之偈限 因此’本發明之範圍應由所附之申請專利範圍及其全 部等價内容限定。 【圖式簡單說明】 [0021] [0022] 第1圖係為依據本發明之第一實施例,一種場效應電晶體 之局部剖面圖; 第2圖係為第1圖所示之場效應電晶體電路之電路圖; 第3圖係為第1圖所示之場效應電晶體之俯視平面圖; 第4圖係為依據第一可選實施例,第3圖所示之場效應電 晶體之俯視平面圖; 第5圖係為依據第二可選實施例,一種場效應電晶體之局 部剖面圖; 第6圖係為第5圖所示之場效應電晶體之俯視平面圖; 第7圖係為依據第三可選實施例,一種場效應電晶體之局 部剖面圖; 第8圖係為依據第四可選實施例’一種場效應電晶體之局 部剖面圖;以及 第9圖係為第8圖所示之場效應電晶體之俯視平面圖。 【主要元件符號說明】 10、110、210、310 :累積型場效應電晶體積體 電路; 112、114、116、12、14、16、161、163、165、167 169、171、173、175、177、179、181、183、212、 214、216、312、314、316、361、363、365、367、 100138659 表單编號A0101 第14頁/共29頁 1002065618-0 201222828 369、371、373、375、377、379、381、383、61、 63、64、65、67、69 :溝槽閘極; 118、18、218、318 ·· N +半導體基板; 120、20、220、320 : N-型外延層; 122、22、222、322 :閘極氧化層; 124、126、184、185、187、188、190、191、193、 194 ' 196、、226、24、26、28、324 ' 326、328、 70、72、74、76、78、80、82 : N+區;
128、 129、 130, 153, 155 ' 224 ' 區域 186、189、192、195 :不摻雜N +之其他區域; 229、29、329 :導電層; 30、330 :交界面; 53 :分解電壓控制區; 157、55 :開關區; 228、352、354、356、358:n,摻雜物摻雜
225 : P基極區; 2 5、3 2 5 ·閘極材料; 32、332 :距離; 334、34、42 :寬度; 350 :多晶矽層; 351 、 353 、 355 、 357 ' 36、38、40、44、46 : 366 :電介質層; 359 : ρ-型摻雜物 區域; 摻雜區域; 100138659 50··肖特基二極體; 5 2 :累積型場效應電晶體; 表單编號A0101 第15頁/共29頁 1002065618-0 201222828 以及 84 :晶格結構; 86 :多角形區域 100138659 表單編號A0101 第16頁/共29頁 1002065618-0

Claims (1)

  1. 201222828 七、申請專利範圍: 1 . 一種具有集成箝位元電路的之累積型場效電晶體,其包含 一半導體基板,其中該半導體基板上形成具有一閘極、一 源極及一汲極之一累積型場效應電晶體;以及 一肖特基二極體,形成在該半導體基板上,及該累積型場 效應電晶體中該汲極及該源極區並聯耦合,以獲得所需之 一分解電壓。 2 .如申請專利範圍第1項所述之累積型場效電晶體,其中該 Ο %·' 閘極區更包括多個空間分離之一溝槽閘極,該肖特基二極 體之一寬度由多個該溝槽閘極之一子集之一相鄰溝槽閘極 之間之一間距所限定。 3 .如申請專利範圍第1項所述之累積型場效電晶體,其更包 含:空間分離之一P-摻雜區,其中該肖特基二極體形成在 空間分離之該p-摻雜區之間。 4 .如申請專利範圍第1項所述之累積型場效電晶體,其中空 間分離之一p-摻雜區之一寬度範圍為0. 1至1微米,相鄰 Ο 之該p-摻雜區之間之一距離在0.5至2微米之間。 5 . —種具有集成箝位元電路的之累積型場效電晶體,其包含 一半導體基板,其中該半導體基板上形成具有一閘極、一 源極及一汲極之一累積型場效應電晶體;以及 一集電極-發射極分解電壓二極體,形成在該半導體基板 上’及該累積型場效應電晶體中該汲極及該源極區並聯搞 合,以獲得所需之一分解電壓。 100138659 表單編號A0101 第17頁/共29頁 1002065618-0 201222828 6 ·如申請專利範圍第5項所述之累積型場效電晶體,其中該 集電極-發射極分解電壓二極體係由一雙極電晶體構成, 該雙極電晶體包括在該半導體基板之上部,以一第一導電 類型換雜之一第一區,該第一區下面,用一第二導電類型 摻雜之一第二區,以及在該第二區下面,用該第一導電類 型摻雜之一部分該半導體基板。 7 .如申請專利範圍第6項所述之累積型場效電晶體,其中該 弟-區未接地。 8 .如申請專利範圍第7項所述之累積型場效電晶體,其中該 第一導電類型掺雜之該第一區連接至該累積型場效應電晶 體之該源極,及該第二區下面之該半導體基板連接至該累 積型場效應電晶體之該汲極。 9 .如申請專利範圍第7項所述之累積型場效電晶體,其中該 閘極區更包含多個空間分離之一溝槽閘極,該第—區及該 第二區沉積在多個該溝槽閘極之一子集之相鄰之該溝槽閘 極之間。 10 . 如申請專利範圍第8項所述之累積型場效電晶體,其中, 該第二區摻雜之一表面摻雜濃度在5 χ1〇ΐ2至3 χ 13 1 〇 cm-2之範圍内。 11 . 如申請專利範圍第5項所述之累積型場效電晶體,其中, 100138659 該閘極區更包含多個空間分離之一溝槽問極,該集電極-發射極分解電壓二極體由多個疊加之推雜區限定,叠加之 该摻雜區係利用其中一個該摻雜區中之一第一導電類型以 及在第一個多個該掺雜區中之一第二導電類型形成之,多 個該摻雜區之第二個位於具有該第一導電類型之—上區以 及具有該第一導電類型之—下區之間。 表單編號A0101 第18頁/共29百 ' ^ 1002065618-0 201222828 12 . —種具有集成箝位元電路的之累積型場效電晶體,其包含 一半導體基板,該半導體基板上形成具有一閘極、一源極 及一汲極之一累積型場效應電晶體;以及 一系列背對背穩壓二極體,形成在該半導體基板上,及該 汲極及該源極區並聯耦合,以獲得所需之一分解電壓。 13 .如申請專利範圍第12項所述之累積型場效電晶體,其中該 一系列背對背穩壓二極體由多個p-n接面限定。 14 .如申請專利範圍第12項所述之累積型場效電晶體,其中, 〇 該一系列背對背穩壓二極體位於該半導體基板之一頂面上 方之一平面内。 15.如申請專利範圍第14項所述之累積型場效電晶體,其中, 更包括一個位於一電介質層上方之一多晶矽層,該電介質 層位於該半導體基板之該頂面上,其中該一系列背對背穩 壓二極體就形成在該多晶矽層中。 16 . —種具有集成箝位元電路的之累積型場效電晶體之製備方 法,其方法包含: U 在一半導體基板上製備一閘極、一源極及一汲極;以及 在該半導體基板上,製備一p-n接面,及該源極及該汲極 並聯,該p-n接面有助於獲得箝制之一分解電壓。 17 .如申請專利範圍第16項所述之製備方法,其中更包含藉由 製成多個空間分離之一溝槽閘極,限定該閘極區,且該 p-n接面形成在多個該溝槽閘極之一子集之相鄰之該溝槽 閘極之間。 18 .如申請專利範圍第17項所述之製備方法,其更包含製成多 個該p-n接面,這是藉由在相鄰之該溝槽閘極之間之該半 100138659 表單編號 A0101 第 19 頁/共 29 頁 1002065618-0 201222828 導體基板之一頂部’製備一第一導電類型之一第一區,在 該第一區下方製備一第二導電類型之一第二區,使該第二 區下面之該半導體基板為該第一導電類型。 19 . 20 . 21 · 如申請專利範圍第16項所述之製備方法,其更包含製備多 個空間分離之_p_摻雜區,其中—肖特基二極體形成在相 鄰之空間分離之該p-捧雜區之間。 如申請專利範圍第16項所述之製備方法,其更包含配置空 間分離之一P-摻雜區,使空間分離的严摻雜區為一肖特 基二極體提供一遮罩。 如申請專利範圍第16項所述之製備方法,其更包括在該半 導體基板之一頂面上製備一電介質層,其中該電介質層上 方製備-半導體材料之層’且_該半導體材料之層,以 形成分別具有-第-導電類型及—第二導電類型之一系列 交替之一第一區及一第二區。 100138659 表單编號A0101 第20頁/共29頁 1002065618-0
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI729538B (zh) * 2018-11-21 2021-06-01 大陸商上海瀚薪科技有限公司 一種整合箝制電壓箝位電路的碳化矽半導體元件
TWI745251B (zh) * 2020-10-22 2021-11-01 大陸商上海瀚薪科技有限公司 一種碳化矽半導體元件

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9275988B2 (en) * 2013-12-29 2016-03-01 Texas Instruments Incorporated Schottky diodes for replacement metal gate integrated circuits
US10608624B2 (en) 2017-05-25 2020-03-31 Solaredge Technologies Ltd. Efficient switching circuit
US11329155B2 (en) * 2020-02-26 2022-05-10 Nami MOS CO., LTD. Trench MOSFETs integrated with clamped diodes having trench field plate termination to avoid breakdown voltage degradation
CN113130477B (zh) * 2021-03-30 2022-10-14 杭州士兰集成电路有限公司 瞬间电压抑制器件及其制造方法
CN113299767B (zh) * 2021-05-21 2022-04-08 江苏东海半导体股份有限公司 一种沟槽型肖特基器件及其制造方法
CN115084237B (zh) * 2022-08-23 2022-11-04 瑞能半导体科技股份有限公司 具有密集元胞的碳化硅沟槽型mosfet晶体管及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049108A (en) * 1995-06-02 2000-04-11 Siliconix Incorporated Trench-gated MOSFET with bidirectional voltage clamping
US6096608A (en) * 1997-06-30 2000-08-01 Siliconix Incorporated Bidirectional trench gated power mosfet with submerged body bus extending underneath gate trench
US7485932B2 (en) * 2004-07-20 2009-02-03 International Rectifier Corporation ACCUFET with Schottky source contact
US8217419B2 (en) * 2007-06-15 2012-07-10 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device
JP5309497B2 (ja) * 2007-08-09 2013-10-09 富士電機株式会社 半導体装置
JP4599379B2 (ja) * 2007-08-31 2010-12-15 株式会社東芝 トレンチゲート型半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI729538B (zh) * 2018-11-21 2021-06-01 大陸商上海瀚薪科技有限公司 一種整合箝制電壓箝位電路的碳化矽半導體元件
TWI745251B (zh) * 2020-10-22 2021-11-01 大陸商上海瀚薪科技有限公司 一種碳化矽半導體元件

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