[發(fā)明專利]功率半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710475227.5
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107527950B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 金瑩俊;禹赫;金臺燁;趙漢信;樸泰泳;李珠煥
• 申請（專利權）人: 奧特潤株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 田喜慶;劉瑞賢

1.一種功率半導體裝置，包括：

一對柵電極，分別設置在襯底中彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽中；

具有第一導電類型的本體區(qū)域，在所述襯底中設置在所述第一溝槽和所述第二溝槽之間；

具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域，在所述襯底中彼此間隔開并且分別包圍所述第一溝槽和所述第二溝槽的底表面和至少一個側表面；以及

具有第二導電類型的漂移區(qū)域，在所述襯底中從具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域的下方延伸穿過具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間的區(qū)域而直至具有第一導電類型的所述本體區(qū)域，

其中，在所述漂移區(qū)域中，具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間的第二導電類型的摻雜濃度高于具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域下方的第二導電類型的摻雜濃度，

所述功率半導體裝置還包括在具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間并且在所述第一溝槽和所述第二溝槽之間的基極電流路徑，其中，在所述漂移區(qū)域中，在與具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域的底表面的區(qū)域?qū)纳疃犬a(chǎn)生最大電場。

2.根據(jù)權利要求1所述的功率半導體裝置，

其中，具有第一導電類型的所述本體區(qū)域的最大摻雜深度小于所述第一溝槽和所述第二溝槽的深度，并且具有第一導電類型的浮置區(qū)域的最大摻雜深度大于所述第一溝槽和所述第二溝槽的深度。

3.根據(jù)權利要求2所述的功率半導體裝置，

其中，在所述漂移區(qū)域中，在具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間的第二導電類型的摻雜濃度和在所述第一溝槽與所述第二溝槽之間的第二導電類型的摻雜濃度大于具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域下方的第二導電類型的摻雜濃度。

4.根據(jù)權利要求1所述的功率半導體裝置，

其中，在從所述襯底的上表面穿過具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間的區(qū)域到所述襯底的下表面的電場的垂直分布中，最大電場所在的深度大于所述第一溝槽和所述第二溝槽的深度。

5.根據(jù)權利要求1所述的功率半導體裝置，

其中，所述襯底包括晶片和在所述晶片上生長的外延層，并且其中，具有第一導電類型的浮置區(qū)域的下部包括所述晶片和所述外延層之間的邊界面。

6.根據(jù)權利要求1所述的功率半導體裝置，還包括：

一對源極區(qū)域，在所述襯底中彼此間隔開并設置為分別鄰近所述第一溝槽和所述第二溝槽。

7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的功率半導體裝置，

其中，第二導電類型和第一導電類型具有相反的導電類型，并且分別是n型和p型中的一個。

8.一種用于制造功率半導體裝置的方法，所述方法包括：

將具有第一導電類型的雜質(zhì)注入晶片上的第一區(qū)域；

將具有第二導電類型的雜質(zhì)注入所述晶片上的第二區(qū)域，具有第二導電類型的所述雜質(zhì)的摻雜濃度高于在所述晶片中的具有第二導電類型的雜質(zhì)的摻雜濃度；

在所述晶片上形成外延層；

在包括所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的邊界的區(qū)域中分別形成彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽，同時移除所述外延層的一部分；

通過使雜質(zhì)擴散，形成具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域以及具有第二導電類型的漂移區(qū)域的至少一部分，所述一對浮置區(qū)域彼此間隔開并且分別包圍所述第一溝槽和所述第二溝槽的底表面和至少一個側表面，并且所述漂移區(qū)域從具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域的下方延伸到具有第一導電類型的所述一對浮置區(qū)域之間的區(qū)域；

通過將雜質(zhì)注入所述第一溝槽和所述第二溝槽之間的區(qū)域內(nèi)，形成具有第一導電類型的本體區(qū)域和一對源極區(qū)域，所述一對源極區(qū)域彼此間隔開并且設置為在具有第一導電類型的所述本體區(qū)域中與所述第一溝槽和所述第二溝槽相鄰；并且

通過用絕緣膜涂布所述第一溝槽和所述第二溝槽的內(nèi)壁并用柵電極材料填充所述第一溝槽和所述第二溝槽來形成柵電極。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，

其中，在基極電流路徑中產(chǎn)生最大電場所在的位置是具有第一導電類型的浮置區(qū)域的下部，具有第一導電類型的浮置區(qū)域的下部包括所述晶片和所述外延層之間的邊界面。