本發明專利技術公開了一種具有多個晶體管的半導體器件，包括一個端接區，帶有不對稱柵極的晶體管。該半導體器件包括具有多個有源晶體管的有源區，其中每個有源晶體管都含有源極、漏極和柵極區。源極和柵極區相互分離，并且相互絕緣。端接區包圍著有源區。端接區包括多個分離的端接溝槽、每個溝槽都用導電材料和絕緣材料填充。電絕緣材料沉積在導電材料和襯底導電材料之間。多個端接溝槽中的其中之一沉積在有源區和多個端接溝槽的其余溝槽之間，柵極區就形成在端接溝槽中，與屏蔽柵極區重疊并間隔開，從而使柵極多晶硅的剖面面積小于晶體管中作為不對稱設計的柵極區的剖面面積。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術主要涉及場效應管，更確切地說是涉及具有器件邊緣端接性能的功率氧化物半導體場效應管(MOSFET)。
技術介紹
功率電子器件通常采用功率金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET)。功率MOSFET應能承受比較高的擊穿電壓，同時具有非常低的導通電阻。一般來說，功率MOSFET器件是通過一簇晶體管陣列，制備在稱為有源區的襯底上制成的。在包圍著有源區的區域中，在有源區中建立起電場。這稱為端接區。功率MOSFET的擊穿電壓應達到最大，在端接區中，超過有源晶胞區的擊穿電壓。如果端接擊穿電壓低于有源區的擊穿電壓，那么雪崩電流將涌入端接區，從而削弱雪崩性能。在大多數器件中，最高的可能的雪崩電流是非常有必要的。在傳統的屏蔽柵晶體管(SGT)MOSFET中，端接區設計是最具有挑戰性的，由于最后的有源晶胞溝槽毗鄰端接區，因此該有源晶胞溝槽與有源區內的那些性能不同。因此，十分有必要設計適宜的端接區，使功率MOSFET的擊穿電壓達到最大。
技術實現思路
一種具有多個晶體管的半導體器件，包括一個端接區，其特點是帶有不對稱柵極的晶體管。該半導體器件包括具有多個有源晶體管的有源區，其中每個有源晶體管都含有源極、漏極和柵極區。源極和柵極區相互分離，并且相互絕緣。端接區包圍著有源區。端接區包括多個分離的端接溝槽、每個溝槽都用導電材料和絕緣材料填充。電絕緣材料沉積在導電材料和襯底導電材料之間。多個端接溝槽中的其中之一沉積在有源區和多個端接溝槽的其余溝槽之間，柵極區就形成在端接溝槽中，與屏蔽柵極區重疊并間隔開，從而使柵極多晶硅的剖面面積小于晶體管中作為不對稱設計的柵極區的剖面面積。本專利技術還提出了一種用于制備半導體器件的方法。這些及其他實施例將在下文中詳細介紹。本專利技術提供一種形成在半導體襯底上的半導體器件，包括：一個含有多個晶體管的有源區，每個晶體管都含有源極區、本體區、漏極區和柵極區；以及一個包圍著所述的有源區的端接區，所述的端接區包括至少一個靠近有源區的最里面的端接溝槽，以及一個遠離最里面的端接溝槽的最外面的端接溝槽，每個端接溝槽都用導電材料填充，電絕緣材料沉積在所述的導電材料和所述的襯底材料之間，最里面的端接溝槽具有一個由所述的導電材料制成的柵極部分，所述的柵極部分的剖面面積小于所述的有源區中的晶體管的所述的柵極區的剖面面積。上述的半導體器件，沉積在所述的最外面的端接溝槽中的所述的導電材料，電連接到端接區中的一個本體摻雜區，最外面的端接溝槽遠離最里面的端接溝槽，所述的端接區中的本體摻雜區則更加遠離最里面的端接溝槽。上述的半導體器件，柵極部分沉積在有源區附近的最里面的端接溝槽中，通過所述的電絕緣材料，所述的柵極部分與襯底材料絕緣，電絕緣材料具第一厚度的部分在所述的柵極部分和所述柵極部分附近的所述的本體區之間，電絕緣材料具第二厚度的部分在所述的柵極部分和端接區中所述的襯底材料之間，所述的第一厚度小于所述的第二厚度。上述的半導體器件，有源區附近的所述的最里面的端接溝槽的寬度和深度，與設置在有源區中的有源柵極溝槽的寬度和深度相同。上述的半導體器件，所述的柵極部分與所述的導電材料制成的一個屏蔽柵極區重疊，并且絕緣，所述的屏蔽柵極區在有源區附近的所述的最里面的端接溝槽底部。上述的半導體器件，所述的源極區和所述的屏蔽柵極區電連接。上述的半導體器件，沉積在所述的最外面的端接溝槽中的導電材料電連接到端接區中的一個本體摻雜區，所述的最外面的端接溝槽遠離所述的最里面的端接溝槽，所述的本體摻雜區更加遠離最里面的端接溝槽。上述的半導體器件，柵極部分沉積在有源區附近的最里面的端接溝槽中，通過所述的電絕緣材料，所述的柵極部分與襯底材料絕緣，電絕緣材料具第一厚度的部分在所述的柵極部分和所述的柵極部分附近的所述的本體區之間，電絕緣材料具第二厚度的部分在柵極部分和端接區中所述的襯底材料之間，所述的第一厚度小于所述的第二厚度。上述的半導體器件，有源區附近的所述的最里面的端接溝槽的寬度和深度，與設置在有源區中的有源柵極溝槽的寬度和深度相同。上述半導體器件，端接區中的襯底材料的頂面至少下凹到所述的柵極部分的底部。上述的半導體器件，沉積在所述的最外面的端接溝槽中所述的導電材料，電連接到端接區中的襯底區，最外面的端接溝槽遠離最里面的端接溝槽。本專利技術還提供一種形成在半導體襯底上的半導體器件，包括：一個含有多個晶體管的有源區，每個晶體管都含有源極區、本體區、漏極區和柵極區；以及一個包圍著所述的有源區的端接區，所述的端接區包括至少一個靠近有源區的最里面的端接溝槽，以及一個遠離最里面的端接溝槽的最外面的端接溝槽，每個端接溝槽都用導電材料填充，電絕緣材料沉積在所述的導電材料和所述的襯底材料之間；其中沉積在所述的最外面的端接溝槽中的導電材料電連接到端接區中的一個本體摻雜區，最外面的端接溝槽遠離所述的最里面的端接溝槽，所述端接區中的本體摻雜區更加遠離最里面的端接溝槽。本專利技術提供一種在摻雜第一導電類型的半導體襯底上制備半導體器件的方法，包括：在襯底上，制備多個空間分離的有源區中的有源溝槽，多個空間分離的端接區中的端接溝槽，所述的多個端接溝槽包括至少一個最里面的端接溝槽，在有源區附近，以及一個最外面的端接溝槽，離有源區最遠；在每個所述的溝槽中，制備一個絕緣柵極區；從有源區附近最里面的端接溝槽上，除去所述的絕緣柵極區靠近端接區的外面部分，同時在每個有源溝槽中保留所述的絕緣柵極區；在襯底上方，制備一個絕緣層，填充最里面的端接溝槽中所除去的絕緣柵極區的外部；并且通過襯底上方的絕緣層，制備電接頭。上述的方法，還包括在除去最里面的端接溝槽中的絕緣柵極區的外部之前，通過整個有源區和端接區，在襯底的頂部，無需掩膜，注入本體摻雜物和源極摻雜物，所述的本體摻雜物具有與第一導電類型相反的第二導電類型，所述的源極摻雜物具有第一導電類型。上述的方法，制備電接頭的步驟還將遠離有源區的最外面的端接溝槽中的絕緣柵極區電連接到最外面的端接溝槽附近更加遠離有源區的一個本體摻雜區。上述的方法，每個有源溝槽和端接溝槽的底部都用被電絕緣材料包圍著的導電材料填充，在每個溝槽中制備絕緣柵極區的方法是在每個溝槽的頂部制備絕緣柵極，與溝槽底部的導電材料重疊，所述的電絕緣材料的一部分設置在溝槽頂部柵極區和溝槽底部的導電材料之間。上述的方法，從最里面的端接溝槽上除去端接區附近的所述的絕緣柵極區的外部，還從最外面的端接溝槽上除去全部的所述的絕緣柵極區。上述的方法，制備電接頭的步驟還將填充遠離有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種在摻雜第一導電類型的半導體襯底上制備半導體器件的方法，其特征在于，所述的方法包括：在所述的襯底上，制備多個空間分離的有源區中的有源溝槽，多個空間分離的端接區中的端接溝槽，所述的多個端接溝槽包括至少一個最里面的端接溝槽，在有源區附近，以及一個最外面的端接溝槽，離有源區最遠；在每個所述的溝槽中，制備一個絕緣柵極區；從有源區附近最里面的端接溝槽上，除去所述的絕緣柵極區靠近端接區的外面部分，同時在每個有源溝槽中保留所述的絕緣柵極區；在襯底上方，制備一個絕緣層，填充最里面的端接溝槽中所除去的絕緣柵極區的外部；并且通過襯底上方的絕緣層，制備電接頭。
【技術特征摘要】
2012.03.02 US 13/411,4221.一種在摻雜第一導電類型的半導體襯底上制備半導體器件的方法，其特征在于，
所述的方法包括：
在所述的襯底上，制備多個空間分離的有源區中的有源溝槽，多個空間分離的端接區
中的端接溝槽，所述的多個端接溝槽包括至少一個最里面的端接溝槽，在有源區附近，以
及一個最外面的端接溝槽，離有源區最遠；
在每個所述的溝槽中，制備一個絕緣柵極區；
從有源區附近最里面的端接溝槽上，除去所述的絕緣柵極區靠近端接區的外面部分，
同時在每個有源溝槽中保留所述的絕緣柵極區；
在襯底上方，制備一個絕緣層，填充最里面的端接溝槽中所除去的絕緣柵極區的外部；
并且
通過襯底上方的絕緣層，制備電接頭。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在除去最里面的端接溝槽中的絕
緣柵極區的外部之前，通過整個有源區和端接區，在襯底的頂部，無需掩膜，注入本體摻
雜物和源極摻雜物，所述的本體摻雜物具有與第一導電類型相反的第二導電類型，所述的
源極摻雜物具有第一導電類型。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，制備電接頭的步驟還將遠離有源區的最
外面的端接溝槽中的絕緣...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李亦衡，丁永平，王曉彬，
申請(專利權)人：萬國半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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