[發(fā)明專利]功率半導(dǎo)體裝置以及功率半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780008005.0
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN108496252B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 北田瑞枝;淺田毅;山口武司;鈴木教章;新井大輔
• 申請（專利權(quán)）人: 新電元工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發(fā)明的功率半導(dǎo)體裝置100，其特征在于，包含：半導(dǎo)體基體110，由多個第一導(dǎo)電型柱形區(qū)域以及多個第二導(dǎo)電型柱形區(qū)域構(gòu)成超級結(jié)構(gòu)造；多個溝槽122；柵極絕緣膜124；柵電極126；層間絕緣膜128；接觸孔130，在相互鄰接的兩個溝槽122之間分別形成有兩個以上；金屬塞132，在接觸孔的內(nèi)部填充金屬后形成；以及電極136，其中，第一導(dǎo)電型高濃度擴散區(qū)域120僅被形成在：相互鄰接的兩個溝槽122之間的，溝槽122與距離溝槽最近的金屬塞132之間。通過本發(fā)明的功率半導(dǎo)體裝置，就能夠提供一種符合電子器件低成本化以及小型化要求的，并且具有高擊穿耐量的功率半導(dǎo)體裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體裝置以及功率半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

近年來，伴隨著對電子器件的低成本化以及小型化的要求，微細(xì)化的功率MOSFET被普遍需求。作為這樣的功率MOSFET，可以想到是一種通過金屬塞(Plug)將源電極與源極區(qū)域之間電氣連接的功率MOSFET(參照背景技術(shù)所涉及的功率MOSFET900，圖22。作為使用金屬塞的半導(dǎo)體裝置，例如參照專利文獻(xiàn)1)。

背景技術(shù)所涉及的功率MOSFET900包括：半導(dǎo)體基體910，具有：低電阻半導(dǎo)體層912；漂移層914，被形成在低電阻半導(dǎo)體層912上；p型基極區(qū)域918，被形成在漂移層914的表面上；以及源極區(qū)域920，被形成在基極區(qū)域918的表面；多個溝槽922，被形成在貫穿基極區(qū)域918并到達(dá)漂移層914的深度位置上，并且，使源極區(qū)域920的一部分暴露在內(nèi)周面上；柵極絕緣膜924，被形成在溝槽922的內(nèi)周面上；柵電極926，被通過柵極絕緣膜924填埋在溝槽922的內(nèi)部；層間絕緣膜928，覆蓋基極區(qū)域918、源極區(qū)域920、柵極絕緣膜924、以及柵電極926；接觸孔(Contact hole)930，在相互鄰接的兩個溝槽922之間分別形成有一個，并且貫穿層間絕緣膜928且至少到達(dá)基極區(qū)域918；金屬塞932，在接觸孔930的內(nèi)部填充金屬后形成；源電極936，被形成在層間絕緣膜928上，并且通過金屬塞932與基極區(qū)域918以及源極區(qū)域920電氣連接；以及漏電極938，被形成在低電阻半導(dǎo)體層912的表面。

其中，半導(dǎo)體基體910與金屬塞932的底面相接觸，并且，通過金屬塞932與源電極936電氣接觸，并且，還進(jìn)一步具有摻雜物濃度比基極區(qū)域918更高的p⁺型高濃度擴散區(qū)域934。

根據(jù)背景技術(shù)涉及的功率MOSFET900，由于具備了貫穿層間絕緣膜928且至少到達(dá)基極區(qū)域918的接觸孔930、以及在接觸孔930的內(nèi)部填充金屬后形成的金屬塞932，因此如源電極936與源極區(qū)域920直接接觸的功率半導(dǎo)體裝置般，不必再形成大直徑的接觸孔，從而就能夠成為一種微細(xì)化的功率MOSFET。其結(jié)果就是：背景技術(shù)涉及的功率MOSFET900是一種符合電子器件低成本化以及小型化要求的功率MOSFET。

【先行技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】特開平6-252090號公報

然而，在背景技術(shù)涉及的功率MOSFET900中，直徑相對較小的金屬塞932是在相互鄰接的兩個溝槽922之間被分別形成有一個。

因此，從平面上看溝槽922與p⁺型高濃度擴散區(qū)域934之間的間隔d2就變得較長(參照圖23)。所以：(1)在雪崩擊穿(Avalanche breakdown)時以及體二極管反向恢復(fù)時，(作為相對容易產(chǎn)生空穴的部位的)溝槽922的底部產(chǎn)生的空穴在直到被源電極936吸引的期間內(nèi)會移動較長的距離，從而基極區(qū)域918與金屬塞932之間就容易產(chǎn)生高電位差，導(dǎo)致容易使由源極區(qū)域920(n型)、基極區(qū)域918(p型)、以及漂移層914(n型)所構(gòu)成的寄生npn晶體管導(dǎo)通(參照圖23)。另外，(2)由于“源極區(qū)域920與基極區(qū)域918的界面”的面積變大導(dǎo)致基極區(qū)域918中的空穴容易進(jìn)入源極區(qū)域920中，因此以這個觀點來看，也會容易使上述的寄生npn晶體管導(dǎo)通(參照圖23)。