[發明專利]一種優化終端結構的溝槽型半導體器件及制造方法

有效

• 申請號: 201710591047.3
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107204372B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 朱袁正;周錦程
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L27/088;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種優化終端結構的溝槽型功率半導體器件，包括元胞區和終端保護區，所述元胞區位于器件的中心區，所述終端保護區環繞在元胞區的周圍，所述元胞區包括若干個元胞單元，所述元胞單元包括半導體基板，所述半導體基板包括第一導電類型襯底（1）及位于第一導電類型襯底（1）上的第一導電類型外延層（2），所述第一導電類型外延層（2）上設有第一類溝槽（3），所述第一類溝槽（3）內設有柵氧層（4），所述柵氧層（4）形成的溝槽內設有由導電多晶硅形成的柵極多晶硅（5），在相鄰兩個第一類溝槽（3）間的第一導電類型外延層（2）的表面設有第二導電類型體區（6），所述第二導電類型體區（6）內設有重摻雜第二導電類型源區（7）和重摻雜第一導電類型源區（8），且重摻雜第一導電類型源區（8）位于第二導電類型源區（7）的兩側，所述第一類溝槽（3）和第二導電類型體區（6）上方設有絕緣介質層（9），所述絕緣介質層（9）上設有源極金屬（10）與柵極總線金屬（14），所述源極金屬（10）穿過絕緣介質層（9）內的通孔與第二導電類型體區（6）內的重摻雜第一導電類型源區（8）、重摻雜第二導電類型源區（7）接觸，所述柵極總線金屬（14）環繞在源極金屬（10）周圍，所述第一導電類型襯底（1）下放設有漏極金屬（15）；所述終端保護區包括第一導電類型襯底（1）及位于第一導電類型襯底（1）上的第一導電類型外延層（2），其特征在于：所述第一導電類型外延層（2）上設有至少一個第二類溝槽（11），所述第二類溝槽（11）兩側的第一導電類型外延層（2）的表面依次設有第二導電類型體區（6）和絕緣介質層（9），所述第一類溝槽（3）與第二類溝槽（11）間的第二導電類型體區（6）內設有重摻雜第二導電類型源區（7），所述源極金屬（10）穿過絕緣介質層（9）上的通孔與所述重摻雜第二導電類型源區（7）接觸，所述第二類溝槽（11）內設有氧化層（16），在氧化層（16）形成的溝槽側壁上覆蓋有多晶硅（12），且側壁的多晶硅（12）間通過絕緣介質層（9）絕緣，所述的第二類溝槽（11）下方設有第二導電類型阱區（13）。

2.根據權利要求1所述的一種優化終端結構的溝槽型功率半導體器件，其特征在于：對于N型溝槽型功率半導體器件，所述第一導電類型為N型導電，所述第二導電類型為P型導電；對于P型溝槽型功率半導體器件，所述第一導電類型為P型導電，所述第二導電類型為N型導電。

3.根據權利要求1所述的一種優化終端結構的溝槽型功率半導體器件，其特征在于：所述第二類溝槽（11）的寬度大于第一類溝槽（3）。

4.根據權利要求1所述的一種優化終端結構的溝槽型功率半導體器件，其特征在于：所述第二類溝槽（11）內的多晶硅（12）是浮空的，不需要金屬引出。

5.根據權利要求1所述的一種優化終端結構的溝槽型功率半導體器件，其特征在于：所述溝槽型功率半導體器件為金屬氧化物半導體場效應晶體管或絕緣柵雙極型晶體管。