[發(fā)明專利]低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110032714.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112864249A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡蓋;夏華秋;夏華忠;黃傳偉;李健;諸建周
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇東海半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件，在所述半導(dǎo)體器件的俯視平面上，包括位于半導(dǎo)體基板的有源區(qū)以及位于所述有源區(qū)外圈的終端保護區(qū)；在所述半導(dǎo)體器件的截面上，半導(dǎo)體基板具有第一主面以及與所述第一主面相對應(yīng)的第二主面，在所述第一主面與第二主面間包括第一導(dǎo)電類型襯底以及鄰接所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一導(dǎo)電類型外延層，在第一導(dǎo)電類型外延層內(nèi)的上部設(shè)置第二導(dǎo)電類型阱層；有源區(qū)內(nèi)包括若干有源元胞，所述有源元胞采用溝槽結(jié)構(gòu)；其特征是：

有源元胞包括元胞溝槽，所述元胞溝槽位于第二導(dǎo)電類型阱層內(nèi)，且元胞溝槽的槽底位于所述第二導(dǎo)電類型阱層下方的第一導(dǎo)電類型外延層內(nèi)；在元胞溝槽內(nèi)設(shè)置溝槽柵結(jié)構(gòu)，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)包括溝槽柵絕緣氧化層以及填充在所述元胞溝槽內(nèi)的柵極導(dǎo)電多晶硅，柵極導(dǎo)電多晶硅通過溝槽柵絕緣氧化層與所在元胞溝槽的側(cè)壁與底壁絕緣隔離；

所述溝槽柵絕緣氧化層包括位于底部絕緣柵氧化層以及與所述底部絕緣柵氧化層連接的上部絕緣柵氧化層，底部絕緣柵氧化層覆蓋所在元胞溝槽的底壁，上部絕緣柵氧化層覆蓋元胞溝槽其余的側(cè)壁；所述底部絕緣柵氧化層的上端部位于第二導(dǎo)電類型阱層的下方，底部絕緣柵氧化層的厚度大于上部絕緣柵氧化層的厚度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件，其特征是：在元胞溝槽的槽口設(shè)置絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在元胞溝槽的槽口并支撐在第一主面上，在絕緣介質(zhì)層上設(shè)置源極金屬層，所述源極金屬層與第二導(dǎo)電類型阱層以及位于所述第二導(dǎo)電類型阱層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型源區(qū)歐姆接觸；在第二導(dǎo)電類型阱層內(nèi)，第一導(dǎo)電類型源區(qū)與元胞溝槽外上方的側(cè)壁接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件，其特征是：上部絕緣柵氧化層與底部絕緣柵氧化層為同一工藝步驟形成，通過爐管的熱氧化工藝制備上部絕緣柵氧化層時，通過元胞溝槽槽底的非晶化區(qū)能形成所述底部絕緣柵氧化層，所述底部絕緣柵氧化層的厚度為上部絕緣柵氧化層厚度的1.4倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件，其特征是：非晶化區(qū)通過向元胞溝槽槽底的位置注入高濃度的氫離子形成，所述注入氫離子的濃度為4e16；非晶化區(qū)的高度為上部絕緣柵氧化層厚度的1.4倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低柵漏電荷的溝槽型功率半導(dǎo)體器件，其特征是：在半導(dǎo)體基板的第二主面上設(shè)置漏極金屬層，所述漏極金屬層與第一導(dǎo)電類型襯底歐姆接觸。