[發明專利]半導體整流器件及其制作方法

有效

• 申請號: 201410828687.8
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN105789331B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 鐘圣榮;鄧小社;周東飛
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

1.一種半導體整流器件，其特征在于，包括：

第一導電類型襯底；

第一導電類型外延層，形成于所述第一導電類型襯底上；

多個溝槽結構，所述溝槽結構包括形成于所述第一導電類型外延層中的溝槽和填充于所述溝槽內的導電材料，所述溝槽內的表面還形成有絕緣層；

第二導電類型摻雜區，形成于各所述溝槽結構之間的第一導電類型外延層的表層，所述第二導電類型摻雜區和所述溝槽結構之間留有導電溝道，所述第二導電類型摻雜區有多個，相鄰的第二導電類型摻雜區之間形成有所述溝槽結構；

上電極，形成于所述第一導電類型外延層的表面；所述上電極與所述多個溝槽結構和所述第二導電類型摻雜區均有接觸；

用第二導電類型雜質摻雜形成的環形的保護環，形成于所述第一導電類型外延層的表層；所述保護環環繞由所述多個溝槽結構和第二導電類型摻雜區構成的元胞區，所述保護環與相鄰的一第二導電類型摻雜區之間也形成有一所述溝槽結構；

以及環形的保護層，形成于所述元胞區以外的所述第一導電類型外延層的表面，所述保護層覆蓋所述保護環。

2.根據權利要求1所述的半導體整流器件，其特征在于，所述第一導電類型襯底為N+型襯底，所述第一導電類型外延層為N-型外延層，所述第二導電類型摻雜區為P+型摻雜區。

3.根據權利要求1所述的半導體整流器件，其特征在于，所述第一導電類型襯底和第一導電類型外延層的材料為硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅，所述絕緣層的材料為二氧化硅，所述導電材料為多晶硅。

4.一種半導體整流器件的制作方法，其特征在于，包括步驟：

提供第一導電類型襯底，然后在所述第一導電類型襯底正面形成第一導電類型外延層；

在所述第一導電類型外延層上形成多個溝槽結構；所述溝槽結構包括形成于所述第一導電類型外延層中的溝槽和填充于所述溝槽內的導電材料，所述溝槽內的表面還形成有絕緣層；

在各所述溝槽結構之間的第一導電類型外延層的表層形成第二導電類型摻雜區，同時形成環繞由所述多個溝槽結構和第二導電類型摻雜區構成的元胞區的環形的保護環；所述第二導電類型摻雜區和所述溝槽結構之間留有導電溝道，所述第二導電類型摻雜區有多個，相鄰的第二導電類型摻雜區之間形成有所述溝槽結構，所述保護環與相鄰的一第二導電類型摻雜區之間也形成有一所述溝槽結構；

在所述元胞區以外的所述第一導電類型外延層的表面形成環形的保護層；所述保護層覆蓋所述保護環；

在所述第一導電類型外延層的表面形成上電極；所述上電極與所述多個溝槽結構和所述第二導電類型摻雜區均有接觸。

5.根據權利要求4所述的半導體整流器件的制作方法，其特征在于，在所述第一導電類型外延層上形成多個溝槽結構的步驟包括：

在所述第一導電類型外延層上形成30nm～200nm厚的氧化層，然后在所述氧化層上形成40nm～200nm厚的氮化硅層；

圖形化所述氮化硅層和氧化層后，以所述氮化硅層和氧化層作為掩膜對所述第一導電類型外延層進行硅刻蝕以形成多個所述溝槽；

去除作為掩膜的所述氮化硅層和氧化層；

在所述第一導電類型外延層上形成5nm～120nm厚的絕緣層，然后在所述絕緣層上形成60nm～500nm厚的導電材料以完全填充所述溝槽。

6.根據權利要求5所述的半導體整流器件的制作方法，其特征在于，在各所述溝槽結構之間的第一導電類型外延層的表層形成第二導電類型摻雜區，同時形成環繞由所述多個溝槽結構和第二導電類型摻雜區構成的元胞區的環形的保護環的步驟包括：

去除處于所述溝槽以外的所述導電材料和絕緣層；

以光刻膠作為掩膜，對所述第一導電類型外延層的表層各所述溝槽結構之間的區域和環繞所述元胞區的環形區域進行兩次第二導電類型雜質注入，第一次第二導電類型雜質注入采用能量為60～120KeV，劑量為1e11～1e14；第二次第二導電類型雜質注入采用能量為20～40KEV，劑量為1e14～1e15；所述第二導電類型摻雜區和所述溝槽結構之間留有導電溝道；

去除光刻膠并對所述第二導電類型雜質注入的區域進行熱處理。