[發明專利]功率半導體器件和用于制造功率半導體器件的方法

在審

• 申請號: 201811510348.X
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN110098124A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 洪性兆;姜守昶;楊河龍;徐永浩
• 申請（專利權）人: 美格納半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;劉敏

公開了功率半導體器件和用于制造功率半導體器件的方法。該方法包括：在半導體襯底中形成溝槽；在溝槽中形成柵極絕緣膜和柵電極；將第一導電類型雜質注入至半導體襯底中，以形成第一導電類型基體區；將第二導電類型雜質注入至半導體襯底的表面上，以形成第二導電類型源極區；在溝槽中形成層間絕緣膜；將第一導電類型雜質注入至半導體襯底的表面上，以形成第一導電類型高摻雜基體接觸區；暴露溝槽的側表面的一部分；以及形成與溝槽的所暴露的側表面接觸的源極金屬。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年1月30日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2018-0011648號的權益，其全部公開內容通過引用并入本文以用于所有目的。

技術領域

下面的描述涉及一種功率半導體器件，其中減少了回跳現象(snapbackphenomenon)和單元間距(cell pitch)。下面的描述還涉及一種用于制造這樣的功率半導體器件的方法。

背景技術

隨著移動設備的普及，與向移動設備供電的電池相關的技術變得越來越重要。近年來，根據向移動設備供電的目的，通常使用能夠放電或充電的二次電池。因此，根據電池規范，應該在二次電池中設置電池保護電路，該電池保護電路被配置成管理電池的放電和充電所需的電壓和電流。

因此，電池保護電路還可以執行例如運行時間預測的功能和其他類似的功能，以及控制電壓和電流的充電和放電的功能。為了實現上述功能，可以通過串聯或并聯地連接一個或更多個電池單元來配置電池保護電路。

因為電池保護電路用作為用于使電流通過或阻擋的閘，根據是否正在進行二次電池的充電或放電，要求電池保護電路在被激活時具有相對低的電阻值以允許電流通過，并且要求其在未被激活時具有高的擊穿電壓性能以阻擋電流，從而即使在高操作電壓下也防止擊穿。

具有溝槽并且在這樣的電池保護電路中采用的功率半導體器件被廣泛地用作為構成電池保護電路的部件，原因在于以下優點：通過這樣的高集成度可以實現低導通電阻(R_on)。然而，由于寄生負-正-負(NPN)晶體管的使用，在替選的功率半導體器件中可能會出現回跳現象。在這樣的示例中，問題在于：這種回跳現象引發低于所設計的擊穿電壓(BV_dss)的擊穿電壓，導致替選的功率半導體器件的操作特性的劣化。

發明內容

本發明內容被提供以便以簡化形式介紹一系列概念，所述概念在以下具體實施方式中進一步地描述。本發明內容并不意圖標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不意圖用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。

在一個一般的方面中，一種用于制造功率半導體器件的方法包括：在半導體襯底中形成溝槽；在溝槽中形成柵極絕緣膜和柵電極；將第一導電類型雜質注入至半導體襯底中，以形成第一導電類型基體區；將第二導電類型雜質注入至半導體襯底的表面上，以形成第二導電類型源極區；在溝槽中形成層間絕緣膜；將第一導電類型雜質注入至半導體襯底的表面上，以形成第一導電類型高摻雜基體接觸區；暴露溝槽的側表面的一部分；以及形成與溝槽的所暴露的側表面接觸的源極金屬。

暴露溝槽的側表面的一部分可以包括：蝕刻層間絕緣膜的一部分，以同時暴露第二導電類型源極區和第一導電類型高摻雜基體接觸區，并且層間絕緣膜可以僅設置在溝槽的內部處。

僅是第一導電類型高摻雜基體接觸區可以通過臺面區域的頂表面而暴露，該臺面區域被限定在該溝槽與另一溝槽之間。

第一導電類型高摻雜基體接觸區和第二導電類型源極區可以通過臺面區域的頂表面而暴露，該臺面區域被限定在溝槽與另一溝槽之間。

暴露的溝槽的側表面的一部分可以包括：使用沒有單獨掩模的全面蝕刻來蝕刻層間絕緣膜的一部分。

第二導電類型源極區可以沿著溝槽的側表面形成，并且與臺面區域的頂表面間隔一定距離，該臺面區域被限定在該溝槽與另一溝槽之間。