[发明专利]用于横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的直通硅通孔处理技术

说明书

本发明提出了一种形成在半导体衬底上的场效应管，栅极、源极和漏极区形成在半导体衬底上，所述的栅极区具有一个横向栅极通道。多个空间分离的沟槽都带有一个导电插头，并与所述的栅极、源极和漏极区电连接，所述的沟槽从所述的半导体衬底表面开始，延伸到可控的深度。沟槽接头将源极区和本体区短接。源极接头与所述的源极区电连接，漏极接头与所述的漏极区电连接，所述的源极和漏极接头设置在所述的栅极通道对边上。

本案是分案申请

原案发明名称：用于横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的直通硅通孔处理技术

原案申请号：201210129637.1

原案申请日：2012年4月20日。

技术领域

本发明主要涉及高压半导体器件及其制备工艺，尤其是横向双扩散金属氧化物半导体（LDMOS）晶体管，更确切地说是源极在器件背面的垂直分立LDMOS。之所以将该器件称为“垂直”，是由于其源极在底部，漏极在顶部（或反之亦然）。“横向”是指器件的平面栅极。

背景技术

由于横向双扩散金属氧化物半导体（LDMOS）晶体管具有高击穿电压以及可以与低压器件的补充金属-氧化物-半导体（CMOS）技术兼容的特点，因此常用于高压器件（例如20至500伏，甚至更高）。一般来说，LDMOS晶体管包括一个平面多晶硅栅极、一个形成在P-型本体区中的N+源极区以及一个N+漏极区。通道由N漏极漂流区形成在多晶硅栅极下方的本体区中，N+漏极区与该通道分离。众所周知，通过增大N漂流区的长度，可以相应地提高LDMOS晶体管的击穿电压。

典型的LDMOS晶体管用于高频器件，例如无线电射频和/或微波功率放大器。它们通常用在功率放大器中，用于需要高输出功率的基站，相应的漏源击穿电压通常在60伏以上。因此，需要使LDMOS晶体管能够在高频下工作，同时保持相同的高压作业。

在有些情况下，需要将LDMOS晶体管制成垂直器件。使源极路由到晶片底部，用于更好的封装可选件非常有利，例如降低源极上的电感。但是，将LDMOS晶体管的源极路由到衬底，并且不使电阻增大很多，是很困难的。

因此，有必要提出改良型的LDMOS晶体管。

发明内容

本发明提出了一种形成在半导体衬底上的场效应晶体管，半导体衬底上具有栅极、源极和漏极区，栅极区具有一个横向栅极通道。配置多个空间分离的沟槽或直通半导体通孔（TSV），以降低底部源极的电阻，它们都具有一个导电插头，导电插头与栅极、源极和漏极区电连接。在源极区附近形成一个接触沟槽，接触沟槽短接源极区和本体区。源极接头与源极区电连接；漏极接头与漏极区电连接，源极和漏极接头设置在横向栅极通道的对立边上。

一种场效应晶体管，该场效应晶体管包括：

一个半导体衬底，在该衬底上形成带有栅极、源极和漏极区，所述的栅极区具有一个横向栅极通道；

一个或多个带有导电插头的沟槽，导电插头与所述的栅极、源极和漏极区电连接，其中所述的一个或多个沟槽从所述的衬底背面延伸到可控的深度；

一个与所述的源极区电连接的源极接头；

一个与所述的漏极区电连接的漏极接头，所述的源极和漏极接头设置在所述的栅极通道的对边上；以及

一个栅极接头。

其中一个或多个沟槽含有一个接触沟槽，将所述的源极区短接至所述的源极接头。

其中一个或多个沟槽含有多个空间分离的沟槽。

其中所述的沟槽接头设置在所述的源极和漏极接头之间。