[发明专利]功率金属氧化物半导体晶体管元件

说明书

技术领域

本公开涉及一种功率金属氧化物半导体晶体管元件，特别涉及一种功率金属氧化物半导体晶体管，其具有一栅极导体，环绕其源极柱与漏极柱。

背景技术

功率金属氧化物半导体晶体管是一种特殊的金属氧化物半导体晶体管，专门用以提供及切换电源给集成电路。据此，功率金属氧化物半导体晶体管需具有在高电压下工作的能力。一般功率金属氧化物半导体晶体管是以互补金属氧化物半导体晶体管（CMOS）工艺制作以达到大尺寸的目的，使其能在高电压下操作。另一方面，功率金属氧化物半导体晶体管又需能提供大输出电流。因此，一般制作上多将数千至数十万个晶体管单元聚集成一功率金属氧化物半导体晶体管，其中每一晶体管单元可输出一小电流，而该聚集成的功率金属氧化物半导体晶体管则可输出一大电流。然而，依此制造方法制作的功率金属氧化物半导体晶体管将占据过大面积而无法为业界所接受。

现有技术已有许多公开文献，揭示改进的功率金属氧化物半导体晶体管结构。例如，中国台湾专利TW304302揭示一种平面式功率金属氧化物半导体晶体管结构，其具有一旁壁间隔物以减少横向扩散所造成的栅极-源极重叠。美国专利案US7,033,891揭示一种采用沟槽栅极的功率金属氧化物半导体晶体管元件，可应用于射频（Radio Frequency，RF）频段。另，美国专利公开案US2008/0116510揭示一种沟槽式功率金属氧化物半导体晶体管元件，其具有一埋藏式栅极。

上文的“现有技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本公开的目的在于提供一种功率金属氧化物半导体晶体管，其具有一栅极导体，环绕其源极柱与漏极柱。

本公开的功率金属氧化物半导体晶体管元件的一实施例，包含至少一功率金属氧化物半导体晶体管单元，设置于一基板上。该至少一功率金属氧化物半导体晶体管单元包含至少一晶胞、一边界、一栅极导体、以及一绝缘结构，该边界环绕该晶胞。该晶胞包含至少一源极柱及至少一漏极柱，经配置以提供一单元电流。该栅极导体环绕该源极柱及该漏极柱，并从该晶胞延伸至该边界。该绝缘结构电性隔离该栅极导体、该源极柱及该漏极柱。

本公开的功率金属氧化物半导体晶体管元件的另一实施例，包含多个功率金属氧化物半导体晶体管单元，具有不同数量的晶胞。通过并联方式电性连接不同功率金属氧化物半导体晶体管单元的晶胞，该功率金属氧化物半导体晶体管元件可提供不同的电流。

本发明的有益效果在于，本发明的功率金属氧化物半导体晶体管元件，通过并联方式电性连接不同功率金属氧化物半导体晶体管单元的晶胞，该功率金属氧化物半导体晶体管元件可提供不同的电流。

上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，以使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中的技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中的技术人员也也应了解，这类等效建构无法脱离所附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。

附图说明

通过参照前述说明及下列附图，本公开的技术特征及优点得以获得完全了解。

图1例示本公开一实施例的功率金属氧化物半导体晶体管元件的俯视图；

图2例示本公开一实施例的MOSFET单元的全视图；

图3至图6例示本公开一实施例的MOSFET单元的晶胞的全视图；

图7例示本公开一实施例的MOSFET单元的全视图，图8是沿图7的剖面线1-1的剖示图；

图9及图10例示本公开一实施例的MOSFET元件的全视图；

图11例示本公开一实施例的MOSFET元件的全视图；

图12至图14例示本公开实施例的漏极柱的剖示图；

图15例示本公开实施例的源极柱的剖示图；

图16至图18例示本公开一实施例的晶胞的剖示图；以及

图19至图38例示本公开一实施例的功率金属氧化物半导体晶体管元件的制备方法。

其中，附图标记说明如下：

10          功率金属氧化物半导体晶体管元件

10A         功率金属氧化物半导体晶体管单元

10B         功率金属氧化物半导体晶体管单元