[發(fā)明專利]一種溝槽式超勢壘整流器件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611215405.2
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106784006A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李風(fēng)浪
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市聯(lián)洲知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)營管理有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件，特別涉及一種溝槽式超勢壘整流器件及其制造方法。

技術(shù)背景

現(xiàn)有的功率半導(dǎo)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件，另一種為集成MOS溝道超勢壘整流器件。其中，肖特基勢壘整流器件以貴金屬(如金、銀、鉑、鈦、鎳、鉬等)與半導(dǎo)體接觸，制造成本高，同時(shí)由于重金屬存在污染，其制造工藝與CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝難以兼容。

超勢壘整流器件具有正向?qū)▔航档汀㈤_關(guān)速度快、關(guān)斷漏電少以及反向恢復(fù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，在正向偏壓狀態(tài)時(shí)，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(tài)時(shí)，勢壘MOS處于截止?fàn)顟B(tài)，而集成MOS的PN結(jié)快速耗盡承擔(dān)反偏電壓，器件的反向漏電流由PN結(jié)決定。

現(xiàn)有技術(shù)溝槽式超勢壘整流器件溝槽側(cè)壁與底部具有相同的柵絕緣層厚度，為了使降低閾值電壓，制得的溝槽側(cè)壁的柵絕緣層較薄，因此底部柵絕緣層也較薄，但是底部柵絕緣層薄不利于對反向電壓的抗擊性能，造成方向漏電流大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種溝槽式超勢壘整流器件，增加其反向抗壓性能。

本發(fā)明的另一目的是提供上述溝槽式超勢壘整流器件的制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種溝槽式超勢壘整流器件，包括：第一導(dǎo)電類型襯底，所述第一導(dǎo)電類型襯底上表面的第一導(dǎo)電類型外延層，所述第一導(dǎo)電類型外延層上表層中的第一溝槽，填充所述第一溝槽的導(dǎo)電多晶硅，形成于所述第一溝槽與導(dǎo)電多晶硅之間的柵絕緣層，相鄰第一溝槽之間的第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)上的第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類型外延層上部且與第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)、第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及導(dǎo)電多晶硅接觸的金屬電極，所述第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)下方形成第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)與第一溝槽之間有第一導(dǎo)電類型外延層相隔離，且所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)深度不低于所述第一溝槽深度。

優(yōu)選地，所述第一溝槽底部周圍形成第二導(dǎo)電類型副注入層。

優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)多子濃度高于第一導(dǎo)電類型外延層多子濃度。

優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)與金屬電極接觸。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電類型外延層材料為硅、碳化硅或鍺硅。

優(yōu)選地，所述金屬電極材料為銅、鋁或金。

一種溝槽式超勢壘整流器件的制造方法，包括以下步驟：

(1)提供第一導(dǎo)電類型襯底，并且在所述第一導(dǎo)電類型襯底上生長第一導(dǎo)電類型外延層，刻蝕第一導(dǎo)電類型外延層形成第一溝槽；

(2)在所述第一溝槽內(nèi)形成柵絕緣層，并沉積導(dǎo)電多晶硅，填充第一溝槽；

(3)對相鄰第一溝槽之間的第一導(dǎo)電類型外延層進(jìn)行摻雜，形成第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)上的第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)；

(4)刻蝕第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)，形成第二溝槽；

(5)在所述第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)下形成第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)；

(6)沉積金屬電極，覆蓋第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)、第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及導(dǎo)電多晶硅。

優(yōu)選地，形成柵絕緣層之前對第一溝槽底部進(jìn)行摻雜，形成第二導(dǎo)電類型副注入層。

優(yōu)選地，所述第二溝槽貫通第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)以及第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明溝槽式超勢壘整流器件在所述第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)下方形成第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)與第一溝槽之間有第一導(dǎo)電類型外延層相隔離，使得正向?qū)妷翰皇艿诙?dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)的影響，保持低正向?qū)▔航敌阅埽ㄈ敕聪螂妷簳r(shí)，第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)與第一導(dǎo)電類型外延層形成PN結(jié)，耗盡第一導(dǎo)電類型外延層，所述第二導(dǎo)電類型增強(qiáng)區(qū)深度不低于所述第一溝槽深度，使得反向電壓下第一溝槽底部被有效耗盡，增加器件反向抗電壓能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-圖8為本發(fā)明實(shí)施例制造過程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行介紹，實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行解釋，并不對本發(fā)明有任何限定作用。