[发明专利]自适应电荷平衡的MOSFET技术

说明书

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。

相关申请的交叉引用

本申请与2012年12月31日提交的、序列号为13/732,284的美国专利申请相关并要求其优先权，该美国申请通过引用完全的并入本文。

背景技术

大多数电子电路的重要电路元件是晶体管。有许多的晶体管族，例如双极结型晶体管和场效应晶体管。一个重要的晶体管族是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。有的MOSFETs供微弱信号应用使用以及其他被设计用于功率应用。普通的功率MOSFET是垂直的或沟槽式MOSFET。参考图1，示出了根据现有技术的基本的沟槽式MOSFET。所示出的沟槽式MOSFET 100的结构通常被称为条形单元MOSFET。条形沟槽式MOSFET 100包括源极接触(未示出)，多个源极区110，多个栅极区115，多个栅极绝缘体区120，多个体区125，漂移区130，漏极区135，以及漏极接触(未示出)。

体区125被设置在漂移区130之上与漏极区135相对。源极区110、栅极区115和栅极绝缘体区120被设置在体区125内。栅极区115和栅极绝缘体区120形成为大体上平行细长的结构。每个栅极绝缘体区120围绕相应的栅极区115，将栅极区115自其周围的区域110、125、130电性地隔离。栅极区115被耦接，以形成器件100的公共栅极。源极区110形成为沿栅极绝缘体区120的周围大体上平行细长的结构。通过源极接触将源极区110耦接在一起，以形成器件100的公共源极。源极接触也耦接源极区110到体区125。

源极区110和漏极区135为重掺杂n型(N+)半导体，例如掺杂磷或砷的硅。漂移区130是轻掺杂n型(N-)半导体，例如掺杂磷或砷的硅。体区125是P型掺杂半导体，例如掺杂硼的硅。栅极区115是重掺杂n型(N+)半导体，例如掺杂磷的多晶硅。栅极绝缘体区120可以是介电层，例如二氧化硅。

当栅极区115相对于源极区110的电位提高到器件100的阈值电压之上时，则沿栅极绝缘体区120的周边的体区125中产生导电沟道。条形沟槽式MOSFET 100随后将在漏极区135和源极区110之间传导电流，因此，器件100处于导通状态(On-state)。

当栅极区125的电位降低到阈值电压以下时，沟道不再产生。因此，被施加在漏极区135和源极区110之间的电位差将不会引起电流在其之间流过。因此，器件100处于关闭状态(OFF-state)，并且通过体区125和漏极区135形成的结供应施加在源极和漏极两端的电压。

条形沟槽式MOSFET 100的沟道宽度是多个源极区110的宽度的函数。因此，条形沟槽式MOSFET 100提供大的沟道宽度与长度比。因此，条形沟槽式MOSFET 100可以被用于功率MOSFET有利于地应用，如脉冲宽度调制(PWM)电压调节器中的开关元件。

现有技术中，有许多改进的MOSFET被制作以提升器件的性能。例如，沟槽式MOSFET可被修改成包括超结、具有厚氧化物的源极区、结合厚的栅-漏氧化物降低导体路径的漏极，和类似物。