[實用新型]一種斜溝槽超勢壘整流器件

有效

• 申請號: 201320353171.3
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN203339171U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 殷允超;丁磊
• 申請（專利權）人: 張家港凱思半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 張玉平

技術領域

本實用新型涉及到一種半導體分立器件，尤其涉及到一種斜構槽超勢壘整流器件。

背景技術

現有的功率半導體整流器件按勢壘類型分為兩種，一種是肖特基勢壘整流器，另一種為集成MOS溝道超勢壘整流器件。其中，肖特基整流器件是以貴金屬(如金、銀、鉑、鈦、鎳、鉬等)與半導體接觸，以形成肖特基勢壘而制成的整流器件。肖特基勢壘整流器件由于其正向壓降高、反向耐壓水平低、反向漏電較大、工藝過程會引起重金屬污染等諸多的缺點，已經逐漸被集成MOS溝道超勢壘整流器所替代。

集成MOS溝道超勢壘整流器件是在并聯的多個PN基礎上再并聯多個MOS單元組成。以第一導電類型N型時為例，如圖1所示，器件在正向偏壓狀態時，N型溝道勢壘MOS的柵極與漏極短接為等電位，柵極與源極之間的電勢差等同于源極與漏極之間的電勢差，集成MOS管在較低正向偏壓下開啟，形成電流通路；反向偏壓狀態時，勢壘MOS處于截止狀態，而集成MOS的PN結快速耗盡承擔反偏電壓，器件的反向漏電流由PN結決定。這種集成MOS溝道超勢壘整流器件完全克服了上述肖特基勢壘整流器件的缺點，已被廣泛應用于半導體整流器的制造中。

中國專利ZL01143693.X和ZL01800833.X分別公開了一種制造半導體整流器件的方法及所得器件和制造功率整流器裝置改變操作參數的方法以及制得的裝置，這兩件專利給出了當今主流集成MOS超勢壘整流器件的結構，即：其中的集成MOS單元采用了平面型結構。平面MOS結構存在寄生JFET電阻，阻止了整流器正向壓降VF的進一步降低；且平面MOS結構的溝道區在器件的表面，浪費了晶圓表面的面積，不利于芯片集成度的提高。

中國專利CN201010135350.0公開了一種集成MOS超勢壘整流器件的結構及其制造方法，該整流器件中的集成MOS單元采用了溝槽結構(具體結構參見其說明書附圖3)，該溝槽結構整流器雖然克服了中國專利ZL01143693.X和ZL01800833.X的平面MOS結構的一些缺點，但其制造的工藝過于復雜，光照次數也由原來的四次(保護環光照、有源區光照、溝槽光照、金屬層光照各一次)變成了至少五次(保護環光照、有源區光照、溝槽光照、深孔光照、金屬層光照各一次)，眾所周知，隨著半導體整流器件技術的日益成熟，市場競爭日趨激烈，如何在保證器件性能的前提下降低制造成本已經成為半導體技術人員普遍關注的問題，在半導體制程中，光照的次數決定了制造成本，降低成本的關鍵在于如何在保證器件性能的前提下盡量縮減光照的次數；由于中國專利CN201010135350.0所公開的整流器件在制造過程中，不但增加了光照次數，而且，還多出了注入、熱擴散、深孔刻蝕等多步工藝，使得制造成本增加了約25-30％；此外，其P-和P+阱決定了器件的Ir和Vf特性，尤其是p+阱深度，如果P+阱深度超過溝槽深度，則溝槽并不能消除JEFT效應，P+阱之間仍然存在JEFT效應，如果P+深度淺于溝槽深度，則P+與溝槽之間存在JEFT效應，只有當P+深度與溝槽深度相當時，JEFT效應才會一定程度上有所降低，這就造成了工藝窗口和設計窗口小且效果不明顯，較難大量生產等問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種既不增加光照次數、又能克服寄生JEFT效應的斜溝槽超勢壘整流器件。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種斜溝槽超勢壘整流器件，包括：半導體基板，半導體基板下部為第一導電類型襯底，半導體基板上部為第一導電類型的漂移區，所述第一導電類型襯底與第一導電類型漂移區相鄰接，半導體基板的上表面為第一主面，半導體基板的下表面為第二主面；所述第一導電類型漂移區的摻雜濃度低于所述第一導電類型襯底區的摻雜濃度；所述的第一主面上設置有至少一個斜溝槽，斜溝槽延伸進入到第一導電類型漂移區，斜溝槽的表面覆蓋有絕緣柵氧化層，在覆蓋有絕緣柵氧化層的斜溝槽內填充有導電多晶硅，斜溝槽的周圍以及兩兩相鄰斜溝槽之間靠近第一主面處設置有第二導電類型注入區，所有的第二導電類型注入區連在一起，形成第二導電類型注入層，所述的斜溝槽上邊緣與第一主面鄰接處設置有第一導電類型注入區，第一導電類型注入區與第二導電類型注入層相鄰接；在所述導電多晶硅和第一主面上淀積有第一金屬層，第一金屬層與導電多晶硅、第一導電類型注入區和第二導電類型注入層均歐姆接觸；在第二主面上淀積有第二金屬層，第二金屬層與第一導電類型襯底歐姆接觸。

上述的斜溝槽超勢壘整流器件中，第一金屬層、導電多晶硅與絕緣柵氧化層、第一導電類型注入區、第二導電類型注入區以及第一導電類型漂移區組成MOS管整流單元。