1-25中任一项所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，选择所述场板绝缘体区的厚度和所述场板区与所述场环区之间的接触面积，以便当漏极电压比夹断电压大时每个场板区浮置到不同的电位。
【主权项】
1.一种装置，包括: 场板堆叠，包括: 多个场板绝缘体区； 多个场板区，其中，所述多个场板被穿插在多个场板绝缘体之间；以及 场环区，其中每两个或多个场板被耦接到所述场环； 栅极结构，包括被栅极绝缘体区包围的栅极区； 源极区； 漂移区； 体区，设置在所述栅极结构、所述源极区、所述漂移区和所述场环区之间。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述场环区包括多个部分，其中所述场环区的两个或多个部分各自耦接相应的场板区到所述体区的相邻的部分。3.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述漂移区包括中度掺杂磷或砷的外延硅； 所述多个体区包括中度掺杂硼的硅； 所述多个源极区包括重掺杂磷或砷的硅； 所述多个栅极区包括重掺杂磷或砷的多晶硅； 所述多个场板区包括重掺杂硼的多晶硅；以及 所述多个场环区包括重掺杂硼的外延硅。4.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述漂移区包括中度掺杂硼的外延硅； 所述多个体区包括中度掺杂磷或砷的硅； 所述多个源极区包括重掺杂硼的硅； 所述多个栅极区包括重掺杂硼的多晶硅； 所述多个场板区包括重掺杂磷或砷的多晶硅；以及 所述多个场环区包括重掺杂磷或砷的外延硅。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述场板堆叠的深度大于所述栅极结构的深度。6.根据权利要求1所述的装置，其中，选择所述场板绝缘体区的厚度和所述场板区与所述场环区之间的接触面积，以便当漏极电压比夹断电压大时每个场板区浮置到不同的电位。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个场板区与所述漂移区肖特基接触，相比于欧姆接触提高了所述装置的击穿电压。8.一种方法，包括: 形成中度掺杂第一类型掺杂剂的半导体层于重掺杂所述第一类型掺杂剂的半导体层上; 形成多个场板堆叠沟槽于轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中； 在中度掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中沿所述场板堆叠沟槽的侧壁形成重掺杂第二类型掺杂剂的半导体区； 在所述场板堆叠沟槽中形成第一介电层； 在所述场板堆叠沟槽中的所述第一介电层上形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第一半导体层，其中，所述第一半导体层的部分接触重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区的第一部分； 在所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层上形成第二介电层； 在所述场板堆叠沟槽中的所述第二介电层上形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第二半导体层，其中，所述第二半导体层的部分接触重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区的第二部分； 在轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中形成多个栅极沟槽； 在所述栅极沟槽中形成介电层； 在所述栅极沟槽中的所述介电层上形成重掺杂所述第一类型掺杂剂的半导体层； 在中度掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中、重掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层的对面、以及所述栅极沟槽中的所述介电层与沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区之间形成中度掺杂所述第二类型掺杂剂的半导体区；以及 在中度掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区中、轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层的对面、邻近所述栅极沟槽中的所述介电层形成重掺杂所述第一类型掺杂剂的半导体区，然而通过中度掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区，将其和沿着所述场板堆叠沟槽的所述侧壁的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区分开。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括: 在所述场板堆叠沟槽中、重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体层上形成第三介电层；以及 在所述场板堆叠沟槽中的所述第三介电层上形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第三半导体层，其中，所述第三半导体层的部分接触重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区的第三部分。10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括: 在所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第三半导体层上形成第四介电层；以及 在所述场板堆叠沟槽中的所述第四介电层上形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第四半导体层。11.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述场板堆叠沟槽中形成所述第一介电层和所述第一半导体层包括: 在所述场板堆叠沟槽中生长第一介电层； 在所述场板堆叠沟槽中沉积重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的部分; 回蚀刻所述场板堆叠沟槽中重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的所述部分至第一预定厚度； 回蚀刻所述场板堆叠沟槽中的所述第一介电层至所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的所述部分的所述第一预定厚度； 在所述场板堆叠沟槽中沉积重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的另外部分；以及 回蚀刻所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的所述另外部分至第二预定厚度，其中，所述第二厚度的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的所述另外部分接触重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区的所述第一部分。12.根据权利要求8所述的方法，其中，在轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中、沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区，包括沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁，倾斜注入所述第二类型掺杂剂到轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中。13.根据权利要求8所述的方法，其中，在轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区，进一步包括: 在轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中、沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁、邻近所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层的所述部分形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第一半导体区；以及 在中度掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区中、沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁、邻近所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第二半导体层的所述部分形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第二半导体区。14.根据权利要求13所述的方法，其中，在轻掺杂所述第一类型掺杂剂的所述半导体层中、沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁形成重掺杂所述第一类型掺杂剂的所述第一半导体区，以及在中度掺杂所述第二类型掺杂剂的所述半导体区中、沿着所述场板堆叠沟槽的侧壁形成重掺杂所述第二类型掺杂剂的第二半导体区，包括: 从所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第一半导体层中和所述场板堆叠沟槽中的重掺杂所述第二类型掺杂剂的所述第二半导体层中向外扩散所述第二类型掺杂剂。15.一种装置，包括: 漏极区； 漂移区，设置在所述漏极区之上； 多个体区，设置在所述漂移区之上、与所述漏极区相对； 多个源极区，设置在所述多个体区之上、与所述漂移区相对，其中，所述多个源极区、所述多个体区以及所述漂移区邻近多个栅极结构； 所述多个栅极结构，其中每个栅极结构包括: 多个基本平行细长的栅极区，所述栅极区延伸穿过所述多个源极区和所述多个体区并部分地延伸进所述漂移区中；以及 多个栅极绝缘体区，均设置在所述多个栅极区中的相应一个和所述多个源极区之间、所述多个体区和所述漂移区之间； 多个场板结构，其中，每个场板结构设置为穿过所述体区并延伸进所述漂移区中，其中每个栅极结构被设置在场板结构组之间，并且其中每个场板结构包括: 多个场板绝缘体区； 多个场板区，其中所述多个场板区被穿插在所述多个场板绝缘体区之间；以及设置在所述多个场板区与所述邻近的漂移区之间的场环区，并且其中场板组被耦接到所述场环区。16.根据权利要求15所述的装置，其中: 所述漏极区包括重η型掺杂的半导体； 所述漂移区包括中度η型掺杂的半导体； 所述多个体区包括中度P型掺杂的半导体； 所述多个源极区包括重η型掺杂的半导体； 所述多个场板区包括重P型掺杂的半导体；以及 所述多个场环区包括重P型掺杂的半导体。17.根据权利要求15所述的装置，其中: 所述漏极区包括重P型掺杂的半导体； 所述漂移区包括中度P型掺杂的半导体； 所述多个体区包括中度η型掺杂的半导体； 所述多个源极区包括重P型掺杂的半导体； 所述多个场板区包括重η型掺杂的半导体；以及 所述多个场环区包括重η型掺杂的半导体。18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述多个场环区中的每一个均包括多个部分，其中所述场环区的两个或多个部分被耦接到相应的场板区。19.根据权利要求15所述的装置，进一步包括:源极/体/场板接触，设置在所述源极区、所述体区和所述多个场板区中的一个之上。20.根据权利要求16所述的装置，其中，所述多个场板区与所述漂移区肖特基接触，相比于欧姆接触提高了所述装置的击穿电压。21.一种金属氧化物半导体场效应晶体管，包括: 场板堆叠，包括: 多个场板绝缘体区； 多个场板区，其中所述多个场板区被穿插在所述多个场板绝缘体之间；以及 场环区，其中每两个或更多个场板被耦接到所述场环区； 栅极结构，包括被栅极绝缘体区包围的栅极区； 源极区； 漂移区； 体区，设置在所述栅极结构、所述源极区、所述漂移区和所述场环区之间。22.根据权利要求21所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述场环区包括多个部分，其中所述场环区的两个或多个部分各自耦接相应的场板区到所述体区的邻近部分。23.根据权利要求21所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中: 所述漂移区包括中度掺杂磷或砷的外延硅； 所述多个体区包括中度掺杂硼的硅； 所述多个源极区包括重掺杂磷或砷的硅； 所述多个栅极区包括重掺杂磷或砷的多晶硅； 所述多个场板区包括重掺杂硼的多晶硅；以及 所述多个场环区包括重掺杂硼的外延硅。24.根据权利要求21所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中: 所述漂移区包括中度掺杂硼的外延硅； 所述多个体区包括中度掺杂磷或砷的硅； 所述多个源极区包括重掺杂硼的硅； 所述多个栅极区包括重掺杂硼的多晶硅； 所述多个场板区包括重掺杂磷或砷的多晶硅；以及 所述多个场环区包括重掺杂磷或砷的外延硅。25.根据权利要求21所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述场板堆叠的深度大于所述栅极结构的深度。26.根据权利要求21所述的金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，选择所述场板绝缘体区的厚度和所述场板区与所述场环区之间的接触面积，以便当漏极电压比夹断电压大时每个场板区浮置到不同的电位。
【专利摘要】自适应电荷平衡的MOSFET器件包括场板堆叠、栅极结构、源极区、漏极区和体区。栅极结构包括被栅极绝缘体区包围的栅极区。场板堆叠包括多个场板绝缘体区、多个场板区和场环区。多个场板通过相应的场板绝缘体被彼此分开。体区被设置在栅极结构、源极区、漏极区和场环区之间。每两个或更多个场板被耦接到场环。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/78
【公开号】CN105027290
【申请号】CN201380073977
【发明人】纳维恩·蒂皮勒内尼, 迪瓦·N·巴达纳亚克
【申请人】维西埃-硅化物公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2939272A1, US20140183624, WO2014106127A1