[發明專利]半導體功率器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201910509312.8
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN112086502A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 史波;曾丹;敖利波;吳佳蒙
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/739;H01L29/78;H01L29/861;H01L21/82;H01L21/027
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本發明提供了一種半導體功率器件的制造方法，所述半導體功率器件包括硅襯底晶圓，該方法包括：在所述硅襯底晶圓上形成元胞有源區和終端環區；在所述元胞有源區和所述終端環區上形成位于所述終端環區的正硅酸乙酯氧化層；在所述硅襯底晶圓的元胞有源區形成位于所述元胞有源區的溝槽；在所述元胞有源區形成柵極和發射極；在所述硅襯底晶圓的元胞有源區形成具有接觸孔圖形的層間介質氧化層；在所述硅襯底晶圓上依次形成金屬層和鈍化層。本發明在制造時在元胞有源區和終端環區同時光刻，相對于現有的采用不同光刻分別對硅襯底晶圓上的終端環區和元胞有源區進行制造的方式減少了光刻次數，從而大大的降低了成本。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種半導體功率器件及其制造方法。

背景技術

以絕緣柵雙極性晶體管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)和金屬-氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)為標志的金屬氧化物半導體(MOS，Metal-Oxide-Semiconductor)型半導體功率器件是當今電力電子領域器件的主流，廣泛應用于工業、通信、計算機、消費電子、汽車電子、航空航天、國防軍工等傳統產業領域，以及軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域。

其中，最具代表性的IGBT器件是由雙極型三極管(BJT，Bipolar JunctionTransistor)和絕緣柵型場效應管(MOSFET)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，其驅動功率小，兼有MOSFET的高輸入阻抗和電力(Power)BJT的低導通壓降兩方面的優點。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。并且，采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質量，具有高效節能和綠色環保的特點，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術。

隨著IGBT器件和MOSFET器件設計及制造技術的廣泛應用，在保障半導體功率器件的參數性能的前提下，如何減少曝光次數，降低半導體功率器件生產成本，已成為廣大開發人員必須優先考慮的問題。

發明內容

本發明提供一種半導體功率器件及其制造方法，以實現減少曝光次數，降低生產成本。

為實現上述目的，本發明提供了一種半導體功率器件的制造方法，所述半導體功率器件包括硅襯底晶圓，該方法包括：

在所述硅襯底晶圓上通過第一次光刻和離子注入工藝形成元胞有源區和終端環區；

在所述元胞有源區和終端環區通過沉積和回刻工藝形成位于所述終端環區的正硅酸乙酯氧化層；

在所述硅襯底晶圓的元胞有源區通過第二次光刻工藝形成位于所述元胞有源區的溝槽；

在所述元胞有源區形成柵極和發射極；

在所述硅襯底晶圓的元胞有源區通過第三次光刻工藝形成具有接觸孔圖形的層間介質氧化層；

在所述硅襯底晶圓上分別通過第四次光刻工藝和第五次光刻工藝依次形成金屬層和鈍化層。

進一步地，所述在所述硅襯底晶圓上通過第一次光刻和離子注入工藝形成元胞有源區和終端環區，具體包括：

在所述硅襯底晶圓上生長場氧層；

通過第一層光刻版對所述場氧層上的光刻膠進行曝光，以形成曝光區域；

將所述曝光區域的場氧層和光刻膠通過刻蝕工藝去除，以形成氧化層；

通過離子注入及推進，形成所述元胞有源區和所述終端環區。

進一步地，所述在所述元胞有源區和終端環區通過沉積和回刻工藝形成位于所述終端環區的正硅酸乙酯氧化層，具體包括：