[發明專利]一種溝槽MOSFET器件的終端結構及制造方法

在審

• 申請號: 202011598537.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112635548A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 劉鋒;周祥瑞;劉秀梅
• 申請（專利權）人: 江蘇捷捷微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發明涉及一種溝槽MOSFET器件的終端結構，包括終端保護區，終端保護區包括第一導電類型襯底及位于第一導電類型襯底上的第一導電類型漂移區，其特征在于，在終端保護區，第一導電類型漂移區內設有與元胞區鄰接的過渡區溝槽、位于終端保護區邊緣的截止溝槽，過渡區溝槽和截止溝槽間設有緩變結第二導電類型阱區，緩變結第二導電類型阱區上覆蓋有絕緣介質，絕緣介質上覆蓋有源極金屬，源極金屬穿過絕緣介質與緩變結第二導電類型阱區歐姆接觸；本發明通過改進終端結構，采用緩變結第二導電類型阱區來進行分壓，不僅能提高器件的耐壓能力，且能減小終端的寬度，增大有源區的面積，進而降低器件導通電阻，提升了整個器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件終端結構及制造方法，尤其是一種溝槽MOSFET器件的終端結構及制造方法，屬于半導體器件的制造技術領域。

背景技術

在功率半導體器件領域，現有的溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管(TrenchMetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,Trench MOSFET)通常用溝槽結構作為終端保護區，如圖1所示，且傳統結構的終端保護區在第一導電類型漂移區2上設有至少一個柵溝槽20，利用多個柵溝槽20的分壓作用，用來改善芯片外圍的局部電場集中效應，從而提升芯片的擊穿電壓及可靠性，雖然溝槽結構能夠有效提高終端耐壓，但對于中壓120V～150V的溝槽MOSFET器件來說，想進一步提高耐壓，需增加溝槽的數量，使得終端的寬度較大，有源區面積減小，不利于降低導通電阻，若不增加溝槽數量，當擊穿電壓達到120V以上時，會出現的明顯的終端耐壓較弱的現象，具體表現為終端擊穿電壓較低，雪崩能力差，可靠性下降等問題，上述問題均與終端結構耐壓能力較弱有關，即弱終端現象。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種溝槽MOSFET器件的終端結構及制作方法，該器件制造方法與現有半導體工藝兼容，通過改進終端結構，采用緩變結第二導電類型阱區來進行分壓，不僅能提高器件的耐壓能力，且能減小終端的寬度，增大有源區的面積，進而降低器件導通電阻，提升了整個器件的可靠性。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種溝槽MOSFET器件的終端結構，包括終端保護區，所述終端保護區環繞在元胞區的周圍，所述終端保護區包括半導體基板，所述半導體基板包括第一導電類型襯底及位于第一導電類型襯底上的第一導電類型漂移區，其特征在于，在終端保護區，所述第一導電類型漂移區內設有與所述元胞區鄰接的過渡區溝槽、位于終端保護區邊緣的截止溝槽，所述過渡區溝槽和截止溝槽間設有緩變結第二導電類型阱區，所述緩變結第二導電類型阱區上覆蓋有絕緣介質，所述絕緣介質上覆蓋有源極金屬，所述源極金屬穿過絕緣介質與緩變結第二導電類型阱區歐姆接觸。

進一步地，在終端保護區，從所述過渡區溝槽指向所述截止溝槽的方向上，所述緩變結第二導電類型阱區的深度逐漸減小，形成漸變梯度。

進一步地，所述過渡區溝槽內設有柵氧化層及被所述柵氧化層包圍的柵極導電多晶硅。

進一步地，所述截止溝槽內設有截止氧化層及被所述截止氧化層包圍的截止多晶硅，所述截止溝槽上設有截止環金屬，所述截止環金屬穿過絕緣介質與所述第一導電類型漂移區接觸。

進一步地，在所述元胞區，在所述第一導電類型漂移區內設有第二導電類型體區、位于所述第二導電類型體區內的第一導電類型源區及位于第二導電類型體區間的柵溝槽，所述柵溝槽內設有柵氧化層及被所述柵氧化層包圍的柵極導電多晶硅，所述導電多晶硅上覆蓋有絕緣介質，所述絕緣介質上覆蓋有源極金屬，所述源極金屬穿過絕緣介質內分別與第二導電類型體區、第一導電類型源區歐姆接觸。

為了實現以上技術目的，本發明還提出了一種溝槽MOSFET器件的終端結構的制作方法，其特征是，包括如下步驟：