[發(fā)明專利]一種槽柵功率半導體器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011177624.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112086517A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬明;陳勇;張發(fā)備;周號
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 霍淑利

本發(fā)明涉及一種槽柵功率半導體器件，包括元胞區(qū)、柵極引出部分和終端區(qū)，所述元胞區(qū)和所述柵極引出部分具有多個間隔設(shè)置的溝槽，所述溝槽包括連續(xù)設(shè)置的溝槽前端和溝槽末端，所述溝槽末端的形狀為水滴狀，并且每個所述溝槽末端的寬度比溝槽前端的寬度寬。所述溝槽分為柵電極部分和柵極引出部分，所述柵極引出部分將柵極和外部相連，溝槽末端的形狀為水滴狀，并且溝槽末端的寬度比溝槽前端的寬度寬，增大了曲率半徑，從而避免了更薄的絕緣層產(chǎn)生，抑制了泄漏電流的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種槽柵功率半導體器件及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著近年來功率半導體的快速發(fā)展，現(xiàn)如今的電子設(shè)備已經(jīng)有著更低的功率耗散、更強大的功能和更快的速度。隨之而來的就是對半導體器件提出了更高的要求，電子設(shè)備中常用于負載開關(guān)和DC-DC變換器的半導體器件就需要具有較小的導通電阻，而溝槽型MOS又是降低導通電阻的一種有效的方法，增加了單位面積的密度。溝槽功率MOS器件具有集成度高、導通電阻低、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小的特點，廣泛應(yīng)用于各類電源管理及開關(guān)轉(zhuǎn)換，有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

然而垂直溝槽柵半導體器件可以通過將溝道排成一個個管狀圖案，使得每個溝槽之間的間距更小，進而提高晶體管的密度。對于這類溝槽柵MOS器件，溝槽末端的形狀就會影響器件的性能，槽末端對器件的擊穿電壓和泄露電流均有著不小的影響。因此，針對以上問題，有必要改善溝槽柵MOS器件，以解決槽末端的泄漏電流的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種槽柵功率半導體器件及其制備方法，來解決現(xiàn)有的溝槽柵MOS器件的泄漏電流問題和不足之處。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種槽柵功率半導體器件，包括元胞區(qū)、柵極引出部分和終端區(qū)，所述元胞區(qū)和所述柵極引出部分具有多個間隔設(shè)置的溝槽，所述溝槽包括連續(xù)設(shè)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。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步的，所述元胞區(qū)的元胞結(jié)構(gòu)包括由下至上依次層疊設(shè)置的第一導電類型襯底11、第一導電類型漏極漂移區(qū)45、柵氧化層42、介質(zhì)層41和金屬電極12，所述第一導電類型漏極漂移區(qū)45的上層間隔設(shè)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(qū)45的上層具有第二導電類型體區(qū)44，所述第二導電類型體區(qū)44的上層具有第一導電類型源區(qū)46，所述柵氧化層42位于所述溝槽前端21的側(cè)壁和底部，且位于所述第一導電類型源區(qū)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。

進一步的，所述柵極引出部分的元胞結(jié)構(gòu)包括由下至上依次層疊設(shè)置的第一導電類型襯底11、第一導電類型漏極漂移區(qū)45、柵氧化層42、介質(zhì)層41和金屬電極12，所述第一導電類型漏極漂移區(qū)45的上層交替間隔設(shè)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(qū)45的上層具有第二導電類型體區(qū)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(cè)壁和底部，且位于所述第二導電類型體區(qū)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。

進一步的，沿所述溝槽縱向切割的元胞結(jié)構(gòu)包括由下至上依次層疊設(shè)置的第一導電類型襯底11、第一導電類型漏極漂移區(qū)45、介質(zhì)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(qū)45上層的一側(cè)，所述第一導電類型漏極漂移區(qū)45上層的另一側(cè)具有間隔設(shè)置的第二導電類型體區(qū)44，所述介質(zhì)層41位于所述第一導電類型漏極漂移區(qū)45的所述另一側(cè)上，所述溝槽的側(cè)壁和底部，以及部分所述介質(zhì)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(zhì)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(zhì)層41及部分所述多晶硅43上。