出了减小的过压尖峰和较低的开关损耗。因此，该半导体器件210可以用在诸如降压转换器的同步整流装置中。另外电源部件可以包括数个控制器和驱动器，以及通常使用的另外有源或无源元件。
[0060]尽管在此已经图示和描述了具体实施例，本领域普通技术人员将意识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下，多种替换和/或等效实施方式可以替代所示和所述的具体实施例。本申请意在覆盖在此所讨论的具体实施例的任何调适或变形。因此，意图的是，本发明仅由权利要求及其等效形式限定。
【主权项】
1.一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管，包括: 栅极电极(132)，在半导体衬底(100)的主表面(110)中的栅极沟槽(130)中，所述栅极沟槽(130)平行于所述主表面延伸；以及 场电极(142)，在所述主表面(110)中的场板沟槽(140)中， 所述栅极电极(132)包括栅极电极材料，所述栅极电极材料包括金属，其中，所述栅极电极材料包括第一和第二金属层的组合，所述第一金属层邻近于栅极电介质，并且其中所述第一金属层是金属氮化物。2.根据权利要求1所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述场板沟槽(140)具有在第一方向上的延伸长度，所述延伸长度小于在垂直于所述第一方向的第二方向上的延伸长度的两倍，在第一方向上的延伸长度大于在第二方向上的延伸长度的一半，其中所述第一和第二方向平行于所述主表面(110)。3.一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管，包括: 栅极电极(132)，在半导体衬底(100)的主表面(110)中的栅极沟槽(130)中，所述栅极沟槽(130)平行于所述主表面延伸；以及 场电极(142)，在所述主表面(110)中的场板沟槽(140)中，所述场板沟槽(140)具有在第一方向上的延伸长度，所述延伸长度小于在垂直于所述第一方向的第二方向上的延伸长度的两倍，在第一方向上的延伸长度大于在第二方向上的延伸长度的一半，其中所述第一和第二方向平行于所述主表面(110)， 所述栅极电极(132)包括栅极电极材料，所述栅极电极材料包括金属。4.根据权利要求3所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述栅极电极材料包括第一和第二金属层的组合，所述第一金属层邻近于栅极电介质。5.根据权利要求4所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述第一金属层是金属氮化物。6.根据权利要求4或5所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述第二金属层是钨或者包含多晶硅层的硅化物。7.根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，垂直于所述第一方向测量的所述栅极沟槽的宽度小于500nm。8.根据权利要求3至7任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，进一步包括，邻近于所述主表面(110)的源极区域(154)，邻近于与所述主表面(110)相对的背侧表面(120)的漏极区域(158)，以及邻近于所述栅极电极(132)的本体区域(125)。9.根据权利要求8所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，进一步包括，在所述本体区域(125)和所述漏极区域(158)之间的漂移区(127)。10.根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，包括沿着所述第一方向在两个邻近栅极沟槽(130)之间布置的多个场板沟槽(140)。11.根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，进一步包括，配置为由所述栅极电极(132)控制的多个晶体管单元。12.根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，垂直于所述第一方向测量的所述栅极沟槽(130)的宽度小于垂直于所述第一方向测量的所述场板沟槽(140)的宽度。13.根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，进一步包括，具有20至lOOnm厚度的栅极电介质(135)。14.一种功率金属氧化物半导体场效应晶体管，包括: 栅极电极(132)，在半导体衬底(100)的主表面(110)中栅极沟槽(130)中，所述栅极沟槽(130)平行于所述主表面(110)延伸；以及 场电极(142)，在所述主表面(110)中场板沟槽(140)中，所述场板沟槽(140)具有平行于所述主表面(110)的延伸长度，所述延伸长度小于所述场板沟槽(140)的深度， 所述栅极电极(132)包括栅极电极材料，所述栅极电极材料包括金属。15.根据权利要求14所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述延伸长度小于0.2X所述场板沟槽(140)的深度。16.一种同步整流装置，包括根据前述权利要求任一项所述的功率金属氧化物半导体场效应晶体管。17.一种电源，包括根据权利要求16所述的同步整流装置。18.—种制造功率金属氧化物半导体场效应晶体管的方法，包括: 在半导体衬底(100)的主表面(110)中场板沟槽(140)中形成场电极(142); 在所述主表面(110)中形成栅极沟槽(130)，所述栅极沟槽(130)在平行于所述主表面(110)的第一方向上延伸；以及 在所述栅极沟槽(130)中形成栅极电极(132)， 其中形成所述场板沟槽(140)以具有在所述第一方向上的延伸长度，所述延伸长度小于在垂直于所述第一方向的第二方向上的延伸长度的两倍，以及 所述栅极电极(132)由栅极电极材料制成，所述栅极电极材料包括金属。19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括，形成邻近于所述主表面(110)的源极区域(154)，以及形成邻近于与所述主表面(110)相对的背侧表面(120)的漏极区域(158)。20.根据权利要求19所述的方法，其中，在形成所述源极和漏极区域之后形成所述栅极电极材料。21.根据权利要求20所述的方法，其中，形成栅极电极(132)包括将虚设材料(139)填充进入所述栅极沟槽(130)中，以及 在将所述虚设材料(139)填充进入所述栅极沟槽(130)之后，执行形成所述源极(154)和漏极区域(158)。22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括，在形成所述源极(154)和所述漏极区域(158)并且填充金属进入所述栅极沟槽(130)之后，从所述栅极沟槽(130)移除所述虚设材料(139)。
【专利摘要】本发明涉及功率MOSFET和制造功率MOSFET的方法。功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)包括在半导体衬底(100)的主表面(110)中栅极沟槽(130)中的栅极电极(132)，栅极沟槽(130)平行于主表面延伸。功率MOSFET进一步包括在主表面(110)中场板沟槽(140)中的场电极(142)，场板沟槽(140)具有在第一方向上的延伸长度，该延伸长度小于在垂直于第一方向的第二方向上的延伸长度的两倍，并且在第一方向上的延伸长度大于在第二方向上的延伸长度的一半，其中第一和第二方向平行于主表面(110)。栅极电极(132)包括栅极电极材料，栅极电极材料包括金属。
【IPC分类】H01L29/40, H01L29/78, H01L21/336, H01L29/423
【公开号】CN105261650
【申请号】CN201510528105
【发明人】O·布兰克, M·胡茨勒, D·拉福雷特, C·乌夫拉尔, R·西米尼克, 叶俐君
【申请人】英飞凌科技奥地利有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月14日
【公告号】DE102014109846A1, US20160020319