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半导体装置及其制作方法制造方法及图纸

技术编号:44853633 阅读:3 留言:0更新日期:2025-04-01 19:46
本发明专利技术公开了一种半导体装置及其制作方法,所述半导体装置包括外延层、第一沟槽、第一场板、第一沟槽栅极、第一平面栅极、和第一导电连接部。外延层具有第一导电类型。第一沟槽设置在外延层内且沿着一第一方向延伸。第一场板设置在第一沟槽内且沿着第一方向延伸。第一沟槽栅极设置在第一沟槽内且沿着第一方向延伸,其中第一沟槽栅极侧向分离于第一场板,第一场板的顶面高于第一沟槽栅极的顶面。第一平面栅极设置在第一场板及第一沟槽栅极之上,且沿着一第二方向延伸。第一导电连接部设置在第一沟槽内,且位在第一沟槽栅极和第一平面栅极之间,第一沟槽栅极通过第一导电连接部而电连接至第一平面栅极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体技术,特别是涉及一种包括沟槽栅极和平面栅极的功率晶体管的半导体装置及其制造方法。


技术介绍

1、功率晶体管是指在高电压、大电流的条件下工作的晶体管,最常见的功率晶体管例如为功率金属氧化物半导体场效晶体管(power mosfet),其可以应用在许多不同的领域中,例如电源供应器、直流-直流变压器(dc-to-dc converter)、低电压电机控制器等。

2、近年来,因应各种电子产品的发展,功率mosfet的功率及布局密度也随之增加,并且应用在直流-直流变压器的频率也显著提高,而目前功率mosfet的技术,例如分裂栅极沟槽(split gate trench,sgt)、横向扩散金属氧化物半导体(laterally-diffused metal-oxide semiconductor,ldmos)、u型槽金属氧化物半导体(umos)等功率晶体管,难以在各方面皆完全满足电子产品的需求,例如难以达成同时减小芯片面积、增加组件布局密度、增加电流和降低开关损耗(switching loss)等需求,因此,业界亟需发展新的功率晶体管,以克服上述问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提出一种包括沟槽栅极和平面栅极的功率晶体管的半导体装置,以满足应用在电子产品时的各种需求,

2、根据本专利技术的一实施例,公开了一种半导体装置,包括外延层、第一沟槽、第一场板、第一沟槽栅极、第一平面栅极、和第一导电连接部。外延层具有第一导电类型。第一沟槽,设置在外延层内且沿着一第一方向延伸。第一场板,设置在第一沟槽内且沿着第一方向延伸。第一沟槽栅极,设置在第一沟槽内且沿着第一方向延伸,其中第一沟槽栅极侧向分离于第一场板,第一场板的顶面高于第一沟槽栅极的顶面。第一平面栅极,设置在第一场板及第一沟槽栅极之上,且沿着一第二方向延伸,第二方向不平行于第一方向。第一导电连接部,设置在第一沟槽内,且位在第一沟槽栅极和第一平面栅极之间,第一沟槽栅极通过第一导电连接部而电连接至第一平面栅极。

3、根据本专利技术的一实施例,公开了一种半导体装置的制作方法,包括:提供第一沟槽结构,第一沟槽结构位于外延层中,且沿着第一方向延伸,第一沟槽结构包括:第一沟槽、设置在第一沟槽中的第一场板、和设置在第一沟槽和第一场板之间的沟槽介电层;刻蚀沟槽介电层,以形成第一凹槽,第一凹槽沿着第一方向延伸;形成导电层,以填入第一凹槽,导电层覆盖第一场板和外延层;刻蚀导电层,以形成第一沟槽栅极、第一平面栅极、和第一导电连接部。第一沟槽栅极沿着第一方向延伸,且侧向分离第一场板。第一平面栅极沿着第二方向延伸第二方向不平行于第一方向,其中,第一平面栅极设置在第一场板及第一沟槽栅极上。第一导电连接部设置在第一凹槽内,且位在第一沟槽栅极和第一平面栅极之间。

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【技术保护点】

1.一种半导体装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括一第一导电化合物,覆盖所述第一场板的顶面,且沿着所述第一方向延伸。

3.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,所述第一沟槽栅极、所述第一平面栅极、及所述第一导电连接部的材质相同。

4.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

5.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

6.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,所述沟槽栅极盖层包括一凹陷顶面。

7.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

8.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

9.如权利要求8所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

10.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

11.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

12.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,所述第一沟槽内包括两个所述第一沟槽栅极,所述第一沟槽栅极分别设置在所述第一场板的两侧。

13.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

14.如权利要求13所述的半导体装置,其特征在于,还包括一单一导电化合物,覆盖彼此分离的所述源极掺杂区。

15.如权利要求13所述的半导体装置,其特征在于,还包括两个导电接触结构,彼此间分离设置,且分别设置在对应的所述源极掺杂区上。

16.一种半导体装置的制作方法,其特征在于,包括:

17.如权利要求16所述的半导体装置的制作方法,其特征在于,所述第一沟槽栅极通过所述第一导电连接部而电连接至所述第一平面栅极。

18.如权利要求16所述的半导体装置的制作方法,其特征在于,还包括:

19.如权利要求16所述的半导体装置的制作方法,其特征在于,在刻蚀所述导电层之后,还包括:

20.如权利要求19所述的半导体装置的制作方法,其特征在于,在形成所述沟槽栅极盖层及所述平面栅极间隙壁之后,还包括:

21.如权利要求19所述的半导体装置的制作方法,其特征在于,还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种半导体装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括一第一导电化合物,覆盖所述第一场板的顶面,且沿着所述第一方向延伸。

3.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,所述第一沟槽栅极、所述第一平面栅极、及所述第一导电连接部的材质相同。

4.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

5.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

6.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,所述沟槽栅极盖层包括一凹陷顶面。

7.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

8.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

9.如权利要求8所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

10.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

11.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,还包括:

12.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,所述第一沟槽内包括两个所述第一沟槽栅极,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈劲甫
申请(专利权)人:艾科微电子深圳有限公司
类型:发明
国别省市:

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