复合型功率元件及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种复合型功率元件，其特征在于，所述复合型功率元件包括：一基材结构，包含有一基底层及形成于所述基底层上的一磊晶层；其中，所述磊晶层凹设有至少一沟槽，所述基材结构沿着其长度方向定义有一晶体管形成区域及相邻于所述晶体管形成区域的一电路元件形成区域，并且所述沟槽是位于所述晶体管形成区域中；一绝缘层，延伸地形成于所述磊晶层上及所述沟槽的内壁上；其中，所述绝缘层的位于所述沟槽的所述内壁的部位定义为一沟槽绝缘层，其包围形成有一凹槽，并且所述绝缘层的其余部位定义为一披覆绝缘层；一介电层，形成于所述绝缘层上；一金氧半场效晶体管，位于所述晶体管形成区域中、且包含：一闸极填充结构，形成于所述沟槽绝缘层的所述凹槽中；一基体掺杂结构，形成于所述磊晶层中、且位于所述沟槽的周围区域；一源极金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接所述基体掺杂结构；及一汲极金属结构，形成于所述基底层的一底面；以及一齐纳二极管，位于所述电路元件形成区域中、且包含：一齐纳二极管掺杂结构，形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖；其中，所述齐纳二极管掺杂结构包含有彼此相接的一p型掺杂区及一n型掺杂区；及一齐纳二极管金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述齐纳二极管掺杂结构的所述p型掺杂区及所述n型掺杂区；其中，所述齐纳二极管经配置在所述复合型功率元件通电时接受一逆向偏压。2.根据权利要求1所述的复合型功率元件，其特征在于，在所述齐纳二极管中，所述齐纳二极管金属结构包含有两个金属接脚，两个所述金属接脚彼此间隔设置、且皆部分地贯穿所述介电层，以分别电性连接于所述齐纳二极管掺杂结构的所述n型掺杂区与所述p型掺杂区；其中，在所述复合型功率元件通电时，连接于所述p型掺杂区的所述金属接脚的电位低于连接于所述n型掺杂区的所述金属接脚的电位，借以产生所述逆向偏压。3.根据权利要求1所述的复合型功率元件，其特征在于，所述复合型功率元件进一步包括：一电阻器，位于所述电路元件形成区域中、且与所述齐纳二极管呈间隔设置，并且所述电阻器包含：一电阻器掺杂结构，形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖；其中，所述电阻器掺杂结构为p型掺杂半导体或n型掺杂半导体；及一电阻器金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述电阻器掺杂结构，并且所述电阻器经配置在所述复合型功率元件通电时产生一电阻。4.根据权利要求3所述的复合型功率元件，其特征在于，所述复合型功率元件进一步包括：一常规二极管，位于所述电路元件形成区域中、且与所述齐纳二极管呈间隔设置，并且所述常规二极管包含：一常规二极管掺杂结构，形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖；其中，所述常规二极管掺杂结构包含有彼此相接的一p型掺杂区及一n型掺杂区；及
一常规二极管金属结构，形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述常规二极管掺杂结构的所述p型掺杂区及n型掺杂区；其中，所述常规二极管经配置接受一顺向偏压；其中，所述常规二极管邻近地设置于所述金氧半场效晶体管。5.根据权利要求4所述的复合型功率元件，其特征在于，在所述常规二极管中，所述常规二极管金属结构包含有两个金属接脚，两个所述金属接脚彼此间隔设置，并且两个所述金属接脚皆部分地贯穿所述介电层，以分别电性连接于所述常规二极管掺杂结构的所述n型掺杂区与所述p型掺杂区；其中，在所述复合型功率元件通电时，连接于所述p型掺杂区的所述金属接脚的电位高于连接于所述n型掺杂区的所述金属接脚的电位，借以产生所述顺向偏压。6.根据权利要求4所述的复合型功率元件，其特征在于，在所述常规二极管中，连接于所述p型掺杂区的所述金属接脚，经配置通过一导线电性连于所述金氧半场效晶体管的所述闸极填充结构，并且，连接于所述n型掺杂区的所述金属接脚，经配置通过一导线电性连于所述金氧半场效晶体管的所述源极金属结构。7.根据权利要求4所述的复合型功率元件，其特征在于，所述常规二极管的数量为多个，并且多个所述常规二极管是以彼此串联的方式设置于所述披覆绝缘层上。8.根据权利要求7所述的复合型功率元件，其特征在于，在任何两个相邻且彼此串联的所述常规二极管中，其中一个所述常规二极管的连接于所述p型掺杂区的所述金属接脚、是直接地接触且电性连接于其中另一个所述常规二极管的连接于所述n型掺杂区的所述金属接脚；并且，其中一个所述常规二极管的所述常规二极管掺杂结构、是未直接地接触于另一个所述常规二极管的所述常规二极管掺杂结构。9.根据权利要求7所述的复合型功率元件，其特征在于，在彼此串联的多个所述常规二极管中，第一个常规二极管的连接于所述p型掺杂区的所述金属接脚，可以通过一导线而电性连于所述金氧半场效晶体管的所述闸极填充结构，并且最后一个常规二极管的连接于所述n型掺杂区的所述金属接脚，可以通过一导线而电性连于所述金氧半场效晶体管的所述源极金属结构。10.一种复合型功率元件的制造方法，其特征在于，所述复合型功率元件的制造方法包括：提供一基材结构，其包含有一基底层及形成于所述基底层上的一磊晶层；其中，所述磊晶层凹设有至少一沟槽，所述基材结构沿着其长度方向定义有一晶体管形成区域及相邻于所述晶体管形成区域的一电路元件形成区域，并且所述沟槽是位于所述晶体管形成区域中；延伸地形成一绝缘层于所述磊晶层上及所述沟槽的内壁上；其中，所述绝缘层的位于所述沟槽的所述内壁的部位定义为一沟槽绝缘层，其包围形成有一凹槽，并且所述绝缘层的其余部位定义为一披覆绝缘层；形成一介电层于所述绝缘层上；形成一金氧半场效晶体管于所述基材结构的所述晶体管形成区域中；其中，所述金氧半场效晶体管包含：一闸极填充结构、一基体掺杂结构、一源极金属结构、及一汲极金属结构；其中，所述闸极填充结构形成于所述沟槽绝缘层的所述凹槽中；所述基体掺杂结构形成
于所述磊晶层中、且位于所述沟槽的周围区域；所述源极金属结构形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接所述基体掺杂结构；并且，所述汲极金属结构形成于所述基底层的一底面；以及形成一齐纳二极管于所述基材结构的所述电路元件形成区域中；其中，所述齐纳二极管包含：一齐纳二极管掺杂结构及一齐纳二极管金属结构；其中，所述齐纳二极管掺杂结构形成于所述披覆绝缘层上、且被所述介电层覆盖，所述齐纳二极管掺杂结构包含有彼此相接的一p型掺杂区及一n型掺杂区；所述齐纳二极管金属结构形成于所述介电层上、且部分地贯穿所述介电层，以电性连接于所述齐纳二极管掺杂结构的所述p型掺杂区及n型掺杂区，并且所述齐纳二极管经配置在通电时接受一逆向偏压。

技术总结
本发明公开一种复合型功率元件及其制造方法，功率元件包含基材结构、绝缘层、介电层、金氧半场效晶体管、及齐纳二极管。金氧半场效晶体管形成于基材结构的晶体管形成区域中。齐纳二极管形成于基材结构的电路元件形成区域中、且包含形成于绝缘层上且被介电层覆盖的齐纳二极管掺杂结构。稽纳二极管掺杂结构包含彼此相接的P型掺杂区及N型掺杂区。齐纳二极管另包含齐纳二极管金属结构，其形成于介电层上、且部分地贯穿介电层，以电性连接齐纳二极管掺杂结构的P型掺杂区及N型掺杂区。齐纳二极管经配置在复合型功率元件通电时接受逆向偏压。借此，复合型功率元件的制程复杂度能被简化，并且终端产品的体积也能被减少。且终端产品的体积也能被减少。且终端产品的体积也能被减少。


技术研发人员：徐信佑 王振煌 洪世杰
受保护的技术使用者：全宇昕科技股份有限公司
技术研发日：2020.05.21
技术公布日：2021/11/25