[發明專利]溝槽式功率半導體元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710358757.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN108962972B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 許修文;葉俊瑩;倪君偉
• 申請（專利權）人: 帥群微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/40;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 項榮;康寧寧

1.一種溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述溝槽式功率半導體元件包括：

一基材；

一磊晶層，位于所述基材上，其中所述磊晶層具有至少一元件溝槽形成于其中；以及

一溝槽柵極結構，位于所述元件溝槽內，其中，所述溝槽柵極結構包括：

一遮蔽電極，設置于至少一所述元件溝槽的底部；一柵極，設置于所述遮蔽電極上并與所述遮蔽電極隔離；

一絕緣層，覆蓋至少一所述元件溝槽的內壁面；

一中間介電層，位于所述絕緣層與所述遮蔽電極之間，其中，所述中間介電層于所述元件溝槽形成一底部開口；以及

一內介電層，位于所述中間介電層與所述遮蔽電極之間，其中，所述內介電層的材料與所述中間介電層的材料相異，且所述內介電層填入所述底部開口內；

其中，所述內介電層包括第一介電層以及第二介電層，且所述第二介電層通過所述底部開口直接連接所述絕緣層。

2.如權利要求1所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述中間介電層包括分別位于所述遮蔽電極兩相反側的一第一側壁部及一第二側壁部，且所述第一側壁部的底端與所述第二側壁部的底端彼此分離而形成所述底部開口，其中所述底部開口的一寬度大于所述遮蔽電極的寬度。

3.如權利要求2所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述第一側壁部的厚度與所述第二側壁部的厚度都是沿著所述元件溝槽的深度方向遞減。

4.如權利要求2所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述第一側壁部與所述第二側壁部都由所述元件溝槽的上半部延伸至所述元件溝槽的下半部。

5.如權利要求2所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述第一側壁部與所述第二側壁部都是位于所述元件溝槽的下半部。

6.如權利要求1所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述絕緣層具有兩個相對的內側壁面及一連接所述內側壁面的底面，所述第二介電層的材料與所述絕緣層的材料相同，且所述內介電層在所述底部開口接觸所述絕緣層的所述底面。

7.如權利要求1所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述的溝槽式功率半導體元件還包括都位于所述磊晶層內的一基體區及一位于所述基體區上的源極區，其中，所述元件溝槽具有一開口端部以及連接所述開口端部的主體部，所述開口端部的內表面為一斜面，且所述開口端部的寬度隨著一深度方向從所述磊晶層的表面向下漸縮，所述源極區的下邊緣與所述基體區的下邊緣對應所述斜面的傾斜方向而傾斜。

8.如權利要求1所述的溝槽式功率半導體元件，其特征在于，所述的溝槽式功率半導體元件還包括一極間介電層隔離所述柵極與所述遮蔽電極，所述極間介電層的頂面與所述內介電層的頂面相互連接而形成一山形曲面，且所述山形曲面的最高點是位于所述遮蔽電極正上方。