[發明專利]一種高雪崩耐量的深溝槽功率器件

在審

• 申請號: 201810307632.0
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108336139A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 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: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423
• 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

本發明屬于半導體器件的制造技術領域，涉及一種高雪崩耐量的深溝槽功率器件，包括第一導電類型硅襯底和第一導電類型硅外延層，在第一導電類型硅外延層內設有溝槽，在溝槽內設有場氧層、屏蔽柵、柵極及柵氧層，相鄰的溝槽間設有第二導電類型體區及第一導電類型源區，在溝槽與第一導電類型源區上設有絕緣介質層和源極金屬，其特征在于，在相鄰溝槽間的平臺區，源極金屬通過兩個通孔與第二導電類型體區接觸，且每個通孔下方均設有第二導電類型源區；本發明將傳統的單一通孔改進為雙通孔，能夠有效抑制電流向平臺中心匯聚，從而抑制了擊穿薄弱點的產生，使得深溝槽器件可以采用電阻率更低的外延層與更厚的場氧層，進而降低器件的導通電阻。

技術領域

本發明涉及一種深溝槽功率器件，具體是一種高雪崩耐量的深溝槽功率器件，屬于半導體器件的制造技術領域。

背景技術

在功率半導體器件領域，深溝槽MOSFET能夠明顯提高溝道密度，降低特征導通電阻，因此，深溝槽MOSFET已經被廣泛采用。

如圖1所示，為傳統深溝槽功率器件的剖面結構示意圖，為了進一步地降低深溝槽MOSFET的導通電阻，往往搭配電阻率更低的外延層，但是這樣會降低器件的擊穿電壓，為了使得擊穿電壓不降低，必須采用更厚的場氧層3，但是在UIS測試過程中，太厚的場氧層3會導致電流向溝槽13之間的平臺中心的單一通孔7匯聚，導致器件局部電流集中，從而使得器件局部耐壓降低，導致形成擊穿薄弱點。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種高雪崩耐量的深溝槽功率器件，將傳統結構的單一通孔改進為雙通孔，使得溝槽之間的平臺中心區不存在通孔，能夠有效抑制電流向平臺中心匯聚，從而抑制了擊穿薄弱點的產生。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種高雪崩耐量的深溝槽功率器件，包括用于引出漏區的第一導電類型硅襯底及位于所述第一導電型類型硅襯底上的第一導電類型硅外延層，在所述第一導電類型硅外延層內設有溝槽，在所述溝槽內設有場氧層、被所述場氧層包裹的屏蔽柵、位于屏蔽柵頂端兩側的由多晶硅形成的柵極及包裹在所述柵極周圍的柵氧層，所述柵極位于場氧層的頂部，相鄰的溝槽間的第一導電類型硅外延層表面設有第二導電類型體區及位于所述第二導電類型體區表面的第一導電類型源區，在溝槽與第一導電類型源區上設有絕緣介質層，在所述絕緣介質層上設有源極金屬，其特征在于，在相鄰溝槽間的平臺區，所述源極金屬通過兩個通孔與第二導電類型體區接觸，且每個通孔下方均設有第二導電類型源區。

進一步地，所述通孔依次穿過絕緣介質層、第一導電類型源區插入第二導電類型體區內。

進一步地，所述溝槽側壁與距離最近的通孔的間距均相同。

進一步地，所述屏蔽柵接源極電位或所述源極金屬通過通孔與屏蔽柵電連接。

進一步地，所述第二導電類型源區位于第二導電類型體區內。

進一步地，對于N型深溝槽功率器，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型，對于P型深溝槽功率器，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。

進一步地，所述深溝槽功率器包括IGBT器件和MOSFET器件。

本發明具有以下優點：

1）與傳統深溝槽功率器相比，本發明結構將傳統結構的單一通孔（設置在平臺中心區）改進為雙通孔，使得平臺中心區不存在通孔，因而使得電流分為兩股，分別流向兩側的通孔，這種電流路徑可以明顯降低峰值電流密度，從而抑制了雪崩擊穿薄弱點的產生，從而提升器件的雪崩耐量；

2）本發明高雪崩耐量的深溝槽功率器件，能夠有效抑制電流向平臺中心匯聚，使得深溝槽器件可以采用電阻率更低的外延層與更厚的場氧層，在保證雪崩耐量的前提下，讓器件獲得更低的導通電阻；

3）本發明深溝槽功率器的制造工藝與現有工藝兼容。

附圖說明