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用于功率MOSFET的凹陷型多晶硅ESD二極管的制作方法

文檔序號:40402317發(fā)布日期:2024-12-20 12:26閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于功率晶體管的保護(hù)結(jié)構(gòu),所述功率晶體管包括柵極端子、第一電流端子和第二電流端子,所述的保護(hù)結(jié)構(gòu)包括:

2.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述第一溝槽的長度在所述半導(dǎo)體襯底中沿第一方向延伸,并且所述第一溝槽的寬度在第二方向上延伸,所述第二方向與所述第一方向正交并且與所述半導(dǎo)體基板的所述第一表面在同一平面內(nèi),第一溝槽的所述長度大于所述寬度。

3.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,功率晶體管被提供在半導(dǎo)體襯底的第二部分中,功率晶體管包括:

4.如權(quán)利要求3所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述第一溝槽的延伸到與所述第一表面相對的半導(dǎo)體襯底中的深度大于所述第二溝槽的深度。

5.如權(quán)利要求3所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,第一介電層的厚度大于第二介電層厚度。

6.如權(quán)利要求3所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,選擇第一電介質(zhì)層的厚度,以便提供保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)定保護(hù)電壓。

7.如權(quán)利要求3所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述半導(dǎo)體襯底形成所述功率晶體管的第一電流端子,并且所述源極區(qū)形成所述電源晶體管的第二電流端子,所述第一電流端子和所述第二電流端中的一個(gè)被耦合到第一電源電壓,所述第一電流端子和第二電流端子中的另一個(gè)被配置為驅(qū)動負(fù)載,并且第二多晶硅層配置為接收控制信號的柵極端子。

8.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,還包括多對pn結(jié)二極管,每對pn結(jié)二極管背對背配置連接,所述多對pn結(jié)二極管在所述第一溝槽中的所述第一多晶硅層中形成為沿著所述第一溝槽的長度的所述第二導(dǎo)電類型和所述第一導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)域。

9.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,還包括多對pn結(jié)二極管,每對pn結(jié)二極管背靠背配置連接,所述多對pn結(jié)二極管形成在所述半導(dǎo)體襯底中的多個(gè)溝槽中提供的多個(gè)多晶硅層中,所述多個(gè)pn結(jié)二極管的一個(gè)子集在所述相應(yīng)溝槽中的給定多晶硅層中形成為沿著所述第一溝槽的長度的所述第一導(dǎo)電類型和所述第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)域,所述多個(gè)子集多晶硅層中的每一個(gè)的至少一部分形成在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上方。

10.如權(quán)利要求9所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個(gè)溝槽的長度在所述半導(dǎo)體襯底中沿第一方向延伸,并且每個(gè)溝槽的寬度在第二方向上延伸,所述第二方向與所述第一方向正交并且在與所述半導(dǎo)體基板的所述第一表面相同的平面內(nèi),所述溝槽的長度大于所述寬度。

11.如權(quán)利要求10所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個(gè)溝槽中的第一溝槽中的所述第一導(dǎo)電類型和所述第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)域,在所述第一方向上與所述多條溝槽中的第二溝槽中的該第一導(dǎo)電類型的所述交替摻雜區(qū)域?qū)?zhǔn)。

12.如權(quán)利要求10所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個(gè)溝槽中的第一溝槽中的所述第一導(dǎo)電類型和所述第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)域在所述第一方向上與所述多條溝槽中的第二溝槽中的該第一導(dǎo)電類型的所述交替摻雜區(qū)域偏移。

13.如權(quán)利要求9所述的保護(hù)結(jié)構(gòu),其特征在于,pn結(jié)二極管的多個(gè)多晶硅層通過在半導(dǎo)體襯底的第一表面上方的多個(gè)硅層上方形成的多晶硅蓋層連接在一起。

14.一種用于制造功率晶體管的保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述功率晶體管包括柵極端子、第一電流端子和第二電流端子,所述方法包括:

15.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,在所述第二多個(gè)溝槽的每個(gè)溝槽中形成所述第一和第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)包括:

16.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,形成所述第二多個(gè)溝槽包括形成具有延伸到與所述第一表面相對的所述半導(dǎo)體襯底中的深度,大于所述第一多個(gè)溝槽的深度的所述第二多個(gè)溝槽。

17.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述第二介電層的厚度大于所述第一電介質(zhì)層的厚度。

18.如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,在所述第二多個(gè)溝槽的每個(gè)溝槽中形成所述第一和第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)包括:

19.如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,在所述第二多個(gè)溝槽的每個(gè)溝槽中形成所述第一和第二導(dǎo)電類型的交替摻雜區(qū)包括:

20.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,還包括:


技術(shù)總結(jié)
一種用于功率晶體管的保護(hù)結(jié)構(gòu)包括形成在溝槽多晶硅層中的一對或多對背對背pn結(jié)二極管,所述溝槽多晶硅層設(shè)置在形成于半導(dǎo)體襯底中的溝槽中。溝槽多晶硅層的至少一部分在半導(dǎo)體襯底的頂表面上方突出。交替的N型摻雜區(qū)和P型摻雜區(qū)沿著溝槽的長度形成在溝槽多晶硅層中。當(dāng)跨功率晶體管的柵極端子和源極端子耦合時(shí),可以有利地應(yīng)用保護(hù)結(jié)構(gòu)來保護(hù)功率晶體管免受高電壓ESD事件的影響。

技術(shù)研發(fā)人員:雷燮光,王健
受保護(hù)的技術(shù)使用者:萬國半導(dǎo)體國際有限合伙公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/19
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