[發明專利]功率MOSFET器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201110381822.5
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102437188A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種MOSFET器件及其制造方法，尤其是一種功率MOSFET器件及其制造方法，屬于功率MOSFET器件的技術領域。

背景技術

溝槽型功率MOSFET器件（Trench?MOSFET）通常可以獲得更高的單位面積電流密度，因此是一種提高產品性價比的重要技術選擇。縮小器件芯片面積可以有效的降低器件的制造成本，但是通過直接縮小器件的有源區面積會降低器件導通電流的能力，并不可取，那么一種不影響器件耐壓性能并且更為緊湊的終端保護區結構就會具備更有競爭力的成本優勢。

目前，中國專利ZL?200710302461.4中公開了《一種深溝槽大功率MOS器件及其制造方法》，其涉及了一種利用四次光刻技術制造的溝槽型功率MOS器件；所述溝槽型功率MOS器件的結構如中國專利ZL?200710302461.4中附圖4所示。所述中國專利ZL?200710302461.4發明的基本思想是：溝槽型功率MOS器件，在所述MOS器件的截面上，包括由溝槽型元胞構成的器件有源區和采用溝槽型結構形成的器件終端保護區；所述終端保護區包括溝槽型的保護環和溝槽型的截止環；所述溝槽型的保護環和溝槽型的截止環的兩側均設置有P阱層，并且相應溝槽伸入至P阱層下方的N型外延層內。所述中國專利ZL?200710302461.4還公開了形成MOS器件結構的制造方法，所述制造方法公開了利用四次光刻形成MOS結構，其包括使用溝槽光刻版形成溝槽，使用源極光刻版形成源極，使用孔光刻版形成孔，使用金屬光刻版形成金屬電極。

如中國專利ZL?200710302461.4中附圖4所示，所述器件的終端保護區包括位于內圈的至少一個保護環和位于外圈的一個截止環所組成，所述截止環包括一個溝槽型的截止環和位于溝槽外側的P阱層或者上方帶N+注入區域的P阱層，所述截止環占據了整個終端保護區寬度的30%-40%，因此，若采用中國專利ZL?200710302461.4中所介紹的溝槽型功率MOS器件及其制造方法，那么所述MOS器件制造成本下降空間將非常有限。

此外，由于所述溝槽型截止環兩側均設置有P阱層，溝槽伸入至P阱層下方的N型外延層內，溝槽外側的P阱層上方設置有N+注入區域，所以，在器件耐壓工作時，真正起到漏電截止作用的是所述溝槽，此時溝槽內填充的導電多晶硅具有高電位，而所述溝槽外側的N+注入區域被P阱層所包含并且又位于溝槽外側，因此N+注入區域基本不具有漏電截止作用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種功率MOSFET器件及其制造方法，其結構緊湊，降低了MOSFET器件的制造成本，提高了MOSFET器件的耐壓能力。

按照本發明提供的技術方案，所述功率MOSFET器件，在所述功率MOSFET器件的俯視平面上，包括位于半導體基板上的有源區及終端保護區，所述有源區位于半導體基板的中心區，所述終端保護區環繞包圍有源區；所述終端保護區包括分壓區；其創新在于：

在所述功率MOSFET器件的俯視平面上，在所述分壓區外圈的劃片槽內設有劃片槽溝槽臺階，所述劃片槽溝槽臺階環繞分壓區；

在所述功率MOSFET器件的截面上，所述劃片槽溝槽臺階在半導體基板內的第一導電類型漂移區向半導體襯底方向延伸，劃片槽溝槽臺階的側壁鄰近分壓區，且劃片槽溝槽臺階的側壁沿著劃片槽指向分壓區的方向在第一導電類型漂移區內延伸；

劃片槽溝槽臺階的側壁及底部均覆蓋有絕緣柵氧化層，在覆蓋有絕緣柵氧化層的劃片槽溝槽臺階上淀積有導電多晶硅側墻，所述導電多晶硅側墻與劃片槽溝槽臺階的側壁及相應的底部相對應；在劃片槽溝槽臺階內的導電多晶硅側墻及底部相應的絕緣柵氧化層上覆蓋有絕緣介質層，所述絕緣介質層與終端保護區上的絕緣介質層連接成一體；劃片槽溝槽臺階底部的下方設有第一導電類型溝槽臺階注入區，所述第一導電類型溝槽臺階注入區與劃片槽溝槽臺階的底部相連；

所述半導體基板包括位于上部的第一導電類型漂移區和位于所述第一導電類型漂移區下方的第一導電類型襯底，所述第一導電類型襯底與第一導電類型漂移區相連。

在所述功率MOSFET器件的截面上，所述劃片槽溝槽臺階的側壁位于劃片槽或終端保護區內。

在所述功率MOSFET器件的截面上，所述劃片槽溝槽臺階底部下方的第一導電類型注入區的寬度與劃片槽溝槽臺階底部寬度相近。

在所述功率MOSFET器件的截面上，所述終端保護區內對應的分壓區采用溝槽結構時，位于第一導電類型漂移區上部的第二導電類型層貫穿整個終端保護區，且終端保護區內的第二導電類型層與劃片槽溝槽臺階的側壁相接觸。