[發明專利]降低開關損耗的半導體器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202110274169.6
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113066865B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 朱袁正;黃薛佺;楊卓
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市興為專利代理事務所(特殊普通合伙) 32517
• 代理人: 屠志力

1.一種降低開關損耗的半導體器件的制作方法，所述降低開關損耗的半導體器件包括漏極金屬（01），在所述漏極金屬（01）上設有第一導電類型硅襯底（02），所述漏極金屬（01）與第一導電類型硅襯底（02）的接觸面為下表面（102），在所述第一導電類型硅襯底（02）上設有第一導電類型外延層（3），在第一導電類型外延層（3）內設有互相間隔的第一導電類型柱（03）與第二導電類型柱（04），在所述第一導電類型柱（03）和所述第二導電類型柱（04）的表面設有第二導電類型體區（08），在所述第二導電類型體區（08）內設有重摻雜第一導電類型源區（10）和第二導電類型源區（11），所述第一導電類型源區（10）和襯底金屬（12）電連接，所述第二導電類型源區（11）和源極金屬（14）電連接，在所述第一導電類型柱（03）內設有柵極溝槽（06），在柵極溝槽上方被絕緣介質層（09）覆蓋；

所述柵極溝槽內部設有分離的柵極多晶硅，第一柵極多晶硅（07）位于溝槽表面，第二柵極多晶硅（05）位于溝槽底部，第一柵極多晶硅（07）和第二柵極多晶硅（05）之間被氧化層（13）隔離，第一柵極多晶硅（07）和第二柵極多晶硅（05）絕緣；

其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：選取第一導電類型硅襯底（02）材料并外延生長第一導電類型外延層（3）；

步驟二：利用掩膜窗口在第一導電類型外延層（3）表面注入第二導電類型的低擴散系數雜質和高擴散系數雜質，形成第二導電類型柱（04）和第二導電類型埋層（15）；

步驟三：進行第二次外延生長，繼續生長第一導電類型外延層（3），第二導電類型埋層（15）在外延層生長過程中擴散較少，而第二導電類型柱（04）在外延層生長過程中擴散較多；

步驟四：利用步驟二中的掩膜窗口，注入第二導電類型的高擴散系數雜質，經過熱退火激活后，雜質進一步擴散進而與步驟三中的第二導電類型柱銜接并形成最終的第二導電類型柱（04）；

步驟五：在所述第一導電類型外延層（3）上選擇性刻蝕出柵極溝槽（06），在所述柵極溝槽（06）中生長氧化層，淀積多晶硅后并回刻至一定深度，形成第二柵極多晶硅（05），生長第一柵極多晶硅（07）和第二柵極多晶硅（05）之間的氧化層（13），再次淀積多晶硅形成第一柵極多晶硅（07）；

步驟六：注入第二導電類型雜質并熱退火，形成第二導電類型體區（08）；

步驟七：利用掩膜窗口在第二導電類型體區（08）中注入第二導電類型的雜質，激活后形成第二導電類型源區（11）；

步驟八：利用掩膜窗口在柵極溝槽（06）兩側注入第一導電類型的雜質，激活后形成第一導電類型源區（10）；

步驟九：淀積絕緣介質層（09），然后在絕緣介質層（09）上選擇性刻蝕出通孔，接著淀積金屬并選擇性刻蝕金屬，形成源極金屬（14）、襯底金屬（12）、漏極金屬（01）。

2.如權利要求1所述的降低開關損耗的半導體器件的制作方法，其特征在于，

對于N型功率半導體器件，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型；對于P型功率半導體器件，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

3.如權利要求1所述的降低開關損耗的半導體器件的制作方法，其特征在于，

所述柵極溝槽（06）的開口寬度為0.3μm～2μm。

4.如權利要求1所述的降低開關損耗的半導體器件的制作方法，其特征在于，

柵極溝槽（06）的深度為0.5μm～5μm。

5.如權利要求1所述的降低開關損耗的半導體器件的制作方法，其特征在于，

第二柵極多晶硅（05）的長度為0.3μm～4μm。