[發(fā)明專利]功率器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811277070.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109449209A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市福瑞禧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 深圳市知頂頂知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 馬世中

本發(fā)明提供一種功率器件包括襯底，形成在襯底上的第一外延層，自第一外延層的上表面向下形成溝槽，形成在溝槽的底部的第二外延層，貫穿第二外延層的凹槽，凹槽內(nèi)填充第三外延層，形成在第三外延層及第二外延層的上表面的第四外延層，第三外延層的濃度大于第四外延層的濃度，位于第四外延層的兩側(cè)自第一外延層的上表面向下延伸形成體區(qū)，自第四外延層和體區(qū)的交界處向下延伸形成的源區(qū)，形成在第一外延層、體區(qū)及部分源區(qū)的上表面的氧化層，位于氧化層的上表面的多晶硅層，位于多晶硅層及部分源區(qū)的上表面的介質(zhì)層，位于介質(zhì)層、部分源區(qū)及第四外延層的上表面的金屬層。本發(fā)明還提供功率器件的制備方法，增強了工作性能和單脈沖雪崩能量的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及功率器件及其制備方法。

背景技術(shù)

單脈沖雪崩能量(簡稱EAS)是平面型垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(VDMOS)器件的一個非常重要的參數(shù)，其為單次雪崩狀態(tài)下平面型垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件能夠消耗的最大能量。在源極和漏極會產(chǎn)生較大電壓尖峰的應(yīng)用環(huán)境下，必須要考慮平面型垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件的單脈沖雪崩能量。

平面型垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管為功率器件中的一種，由于其本身在外延層-體區(qū)-源區(qū)之間存在一個寄生三極管，當器件關(guān)斷時，源漏間的反向電流流經(jīng)體區(qū)時，會產(chǎn)生壓降。若產(chǎn)生的壓降大于寄生三極管的開啟電壓，則此反向電流會因為寄生三極管的放大作用將寄生三極管導(dǎo)通，導(dǎo)致失控，使功率器件的單脈沖雪崩能量失效。為了防止上述功率器件失效，需要防止寄生三極管導(dǎo)通，現(xiàn)有技術(shù)主要通過多晶刻蝕窗口，或采用側(cè)墻阻擋，做自對準深體區(qū)注入。深體區(qū)和環(huán)區(qū)同時注入驅(qū)入，由于深體區(qū)是在源區(qū)制作之后形成，因此不能驅(qū)入過深，否則會影響到源區(qū)和溝道，但較淺的深體區(qū)又不能有效提升該功率器件的單脈沖雪崩能量的能力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種降低體區(qū)電阻、增強工作性能的功率器件，來解決上述存在的技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。

一種功率器件，其包括：

第一導(dǎo)電類型的襯底；

形成在所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的第一外延層；

自所述第一外延層的上表面向下形成溝槽；

形成在所述溝槽的底部的第一導(dǎo)電類型的第二外延層；

貫穿所述第二外延層的凹槽，所述凹槽內(nèi)填充有第二導(dǎo)電類型的第三外延層；

形成在所述第三外延層及所述第二外延層的上表面的第二導(dǎo)電類型的第四外延層，所述第三外延層的濃度大于所述第四外延層的濃度；

位于所述第四外延層的兩側(cè)自所述第一外延層的上表面向下延伸形成的第二導(dǎo)電類型的體區(qū)；

自所述第四外延層和所述體區(qū)的交界處向下延伸形成的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；

形成在所述第一外延層、所述體區(qū)及部分所述源區(qū)的上表面的氧化層；

位于所述氧化層的上表面的多晶硅層；

位于所述多晶硅層及部分所述源區(qū)的上表面的介質(zhì)層；位于所述介質(zhì)層、部分所述源區(qū)及所述第四外延層的上表面的金屬層。

本發(fā)明提供一種功率器件的有益效果為：通過使所述第二外延層、所述第三外延層及所述第二外延層形成類似超結(jié)結(jié)構(gòu)，在所述功率器件反偏時，所述超結(jié)結(jié)構(gòu)可以防止所述體區(qū)與所述第一外延層的穿通現(xiàn)象發(fā)生，從而提高所述功率器件的工作性能。所述第三外延層的濃度大于所述第四外延層的濃度，所述第四外延層可以減小所述體區(qū)的面積，降低了所述體區(qū)的電阻，有效防止寄生三極管(第一外延層-體區(qū)-源區(qū))導(dǎo)通，提升所述功率器件的單脈沖雪崩能量的能力，增強了所述功率器件的穩(wěn)定性。