一种堆叠封装的功率MOSFET器件及其加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115995493A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211588399.0(22)申请日2022.12.09(71)申请人成都鼎芯微科技有限公司地址610000四川省成都市锦江区梨花街9号3层368号(72)发明人李泽宏王彤阳杨洋吴峻翔(74)专利代理机构成都华辰智合知识产权代理有限公司51302专利代理师秦华云(51)Int.Cl.H01L29/78(2006.01)H01L29/40(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图12页(54)发明名称一种堆叠封装的功率MOSFET器件及其加工方法(57)摘要本发明公开了一种堆叠封装的功率MOSFET器件，包括P型衬底(1)，其特征在于：在P型衬底(1)上依次设置有P型外延层(2)、N型漂移区(3)以及N型漏区(4)，P型外延层(2)上设有均与N型漂移区(3)和N型漏区(4)相接触的栅极结构；在栅极结构与P型外延层(2)之间分别设有相互接触的N型源区(5)和金属沉片(7)；N型漏区(4)上设有与栅极结构相接触的漏极金属电极(10)，P型衬底(1)的下端设有源极金属电极(11)。本发明不仅结构简单，还能使源极电极可以从器件底部引出，因此为特定应用时器件的堆叠设置提供了可能性，能显著提高封装效率，减小芯片面积，适合推广使用。CN115995493ACN115995493A权利要求书1/2页1.一种堆叠封装的功率MOSFET器件，包括P型衬底(1)，其特征在于：在P型衬底(1)上依次设置有P型外延层(2)、N型漂移区(3)以及N型漏区(4)，P型外延层(2)上设有均与P型外延层(2)、N型漂移区(3)以及N型漏区(4)相接触的栅极结构；在栅极结构与P型外延层(2)之间分别设有相互接触的N型源区(5)和金属沉片(7)；N型漏区(4)上设有与栅极结构相接触的漏极金属电极(10)，P型衬底(1)的下端设有源极金属电极(11)。2.按照权利要求1所述的堆叠封装的功率MOSFET器件，其特征在于：栅极结构包括设置在P型外延层(2)左侧顶部并分别与N型漂移区(3)的左侧面、N型漏区(4)的左侧面和上表面、以及漏极金属电极(10)的左侧面相接触的氧化层(9)，设置在氧化层(9)的底部的多晶硅栅(6)，以及设置在氧化层(9)左侧并位于多晶硅栅(6)上方的分离栅(8)；N型源区(5)和金属沉片(7)均设置在氧化层(9)与P型外延层(2)之间。3.按照权利要求2所述的堆叠封装的功率MOSFET器件，其特征在于：氧化层(9)为由绝缘材料制成的绝缘介质。4.按照权利要求1～3任一项所述的堆叠封装的功率MOSFET器件，其特征在于：金属沉片(7)位于N型源区(5)的左侧，且金属沉片(7)由金属材料或金属化合物沉积形成。5.按照权利要求4所述的堆叠封装的功率MOSFET器件，其特征在于：P型衬底(1)与P型外延层(2)、N型漂移区(3)、N型漏区(4)以及N型源区(5)均由半导体材料制成。6.按照权利要求2所述的堆叠封装的功率MOSFET器件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：A.在P型衬底(1)上设置P型外延层模型，并在P型外延层模型上设置N型漂移区(3)；在P型外延层模型上设置覆盖P型外延层模型上表面和N型漂移区(3)左侧面与上表面的栅氧化层底层模型；B.在栅氧化层底层模型与N型漂移区(3)之间注入N型杂质并形成N型漏区(4)，并在栅氧化层底层模型与P型外延层模型之间注入N型杂质并形成N型源区模型；C.在栅氧化层底层模型上设置多晶硅栅(6)，并将栅氧化层底层模型设置为第一栅氧化层底层，将N型源区模型设置为N型源区(5)，将P型外延层模型设置为P型外延层(2)；D.在P型外延层(2)上设置与N型源区(5)相接触的金属沉片(7)，并使金属沉片(7)的上表面与N型源区(5)的上表面平齐；E.在金属沉片(7)上淀积氧化层，并形成覆盖多晶硅栅(6)上表面的第一淀积氧化层；刻蚀掉第一栅氧化层底层位于第一淀积氧化层上表面以上的部分，并形成第二栅氧化层底层；F.在第一淀积氧化层和第二栅氧化层底层上再次淀积氧化层，并形成第二淀积氧化层；在第二积氧化层上设置分离栅(8)；G.在第二淀积氧化层上再次淀积氧化层，并形成与N型漏区(4)上表面相接触的第三淀积氧化层，第一淀积氧化层与第二积氧化层、第三淀积氧化层以及第二栅氧化层底层共同组成氧化层(9)；在N型漏区(4)的上表面设置分别与N型漏区(4)和氧化层(9)相接触的漏极金属电极(10)；H.在P型衬底(1)的下表面淀积金属并形成源极金属电极(11)。7.按照权利要求6所述的堆叠封装的功率MOSFET器件的加工方法，其特征在于：步骤A中在P型衬底(1)