[發明專利]一種槽柵功率半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202011177624.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112086517A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 喬明;陳勇;張發備;周號
• 申請（專利權）人: 珠海邁巨微電子有限責任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 霍淑利

1.一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，包括元胞區、柵極引出部分和終端區，所述元胞區和所述柵極引出部分具有多個間隔設置的溝槽，所述溝槽包括連續設置的溝槽前端(21)和溝槽末端(22)，所述溝槽末端(22)的形狀為水滴狀，并且每個所述溝槽末端(22)的寬度比溝槽前端(21)的寬度寬。

2.根據權利要求1所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，所述元胞區的元胞結構包括由下至上依次層疊設置的第一導電類型襯底(11)、第一導電類型漏極漂移區(45)、柵氧化層(42)、介質層(41)和金屬電極(12)，所述第一導電類型漏極漂移區(45)的上層間隔設置多個溝槽前端(21)，所述溝槽前端(21)之間的所述第一導電類型漏極漂移區(45)的上層具有第二導電類型體區(44)，所述第二導電類型體區(44)的上層具有第一導電類型源區(46)，所述柵氧化層(42)位于所述溝槽前端(21)的側壁和底部，且位于所述第一導電類型源區(46)上，所述柵氧化層(42)上具有多晶硅(43)，且所述多晶硅(43)位于所述溝槽前端(21)中。

3.根據權利要求1所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，所述柵極引出部分的元胞結構包括由下至上依次層疊設置的第一導電類型襯底(11)、第一導電類型漏極漂移區(45)、柵氧化層(42)、介質層(41)和金屬電極(12)，所述第一導電類型漏極漂移區(45)的上層交替間隔設置多個溝槽前端(21)和溝槽末端(22)，所述溝槽前端(21)和溝槽末端(22)之間的所述第一導電類型漏極漂移區(45)的上層具有第二導電類型體區(44)，所述柵氧化層(42)位于所述溝槽前端(21)和溝槽末端(22)的側壁和底部，且位于所述第二導電類型體區(44)上，所述柵氧化層(42)上具有所述多晶硅(43)，且所述多晶硅(43)位于所述溝槽前端(21)和溝槽末端(22)中。

4.根據權利要求1所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，沿所述溝槽縱向切割的元胞結構包括由下至上依次層疊設置的第一導電類型襯底(11)、第一導電類型漏極漂移區(45)、介質層(41)和金屬電極(12)，所述溝槽位于所述第一導電類型漏極漂移區(45)上層的一側，所述第一導電類型漏極漂移區(45)上層的另一側具有間隔設置的第二導電類型體區(44)，所述介質層(41)位于所述第一導電類型漏極漂移區(45)的所述另一側上，所述溝槽的側壁和底部，以及部分所述介質層(41)上具有柵氧化層(42)，所述柵氧化層(42)上具有所述多晶硅(43)，所述介質層(41)還位于部分所述多晶硅(43)上，所述金屬電極(12)位于部分所述介質層(41)及部分所述多晶硅(43)上。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，所述溝槽末端的形狀替換為圓角T形。

6.根據權利要求1-4任一項所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，所述溝槽末端的形狀替換為六邊形或八邊形。

7.根據權利要求1-4任一項所述的一種槽柵功率半導體器件，其特征在于，所述溝槽末端的形狀替換為球形。

8.一種權利要求1至7任一項所述的一種槽柵功率半導體器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，采用外延工藝，在第一導電類型襯底(11)上形成第一導電類型漏極漂移區(45)；

步驟2，采用熱生長或者淀積工藝，在所述第一導電類型漏極漂移區(45)上形成硬掩模介質層(41)；

步驟3，采用光刻或者刻蝕工藝刻蝕形成溝槽前端(21)和溝槽末端(22)；

步驟4，采用犧牲氧工藝，在溝槽前端(21)和溝槽末端(22)的內壁形成柵氧化層(42)；

步驟5，采用淀積工藝，在所述柵氧化層(42)上形成多晶硅(43)，然后回刻部分所述多晶硅(43)；

步驟6，采用離子注入工藝形成第二導電類型體區(44)和第一導電類型源區(46)；

步驟7，采用淀積工藝依次形成介質層(41)和金屬電極(12)。