[發明專利]功率器件的終端結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202110337663.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113097288A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 程煒濤;姚陽
• 申請（專利權）人: 上海埃積半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/822
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 楊用玲

1.一種功率器件的終端結構，其特征在于，包括：

N-襯底，表面被劃分為元胞區和終端保護區，所述終端保護區包括緊鄰元胞區的主結區；

位于所述N-襯底表面的P型體區；

于所述元胞區P型體區上開設的延伸至N-襯底的第一凹槽，及于所述終端保護區P型體區上開設的延伸至N-襯底的第二凹槽，其中，所述主結區P型體區上開設有第二凹槽，且所述第二凹槽較所述第一凹槽深且寬；

于所述第一凹槽側壁及底部形成的柵極氧化層，及于所述柵極氧化層內部設置的多晶硅柵；

于所述第二凹槽側壁及底部形成的第一絕緣層，及于所述第一絕緣層內部設置的多晶硅柵；

覆蓋所述第一凹槽頂部氧化層與主結區第二凹槽頂部一側第一絕緣層的第二絕緣層，及覆蓋主結區第二凹槽頂部另一側第一絕緣層和終端保護區其他第二凹槽上表面的第三絕緣層；

于所述元胞區第二絕緣層一側下方、第一凹槽遠離第二凹槽一側設置的N+源區；

于所述元胞區N+源區側邊、P型體區上方設置的P+區域；及

連接P+區域、N+源區和主結區第二凹槽內部多晶硅柵并延伸至第三絕緣層的源極金屬。

2.如權利要求1所述的終端結構，其特征在于，所述P型體區位于元胞區N-襯底表面及位于終端保護區N-襯底靠近元胞區一側部分表面；

所述終端保護區N-襯底遠離元胞區一側還開設有第三凹槽，且內部填充有絕緣材料；

所述第三絕緣層覆蓋緊鄰第一凹槽的第二凹槽頂部的另一側絕緣層、其他第二凹槽及第三凹槽的上表面。

3.如權利要求2所述的終端結構，其特征在于，所述第二凹槽內側壁及底部形成的第一絕緣層由高K絕緣材料制備而成；和/或所述第三凹槽內沉積的絕緣材料為高K絕緣材料。

4.如權利要求1所述的終端結構，其特征在于，所述第二凹槽底部第一絕緣層的厚度大于第一凹槽底部柵極氧化層的厚度。

5.如權利要求1-4任意一項所述的終端結構，其特征在于，所述第二凹槽底部第一絕緣層的厚度至少為第二凹槽深度的一半，側壁第一絕緣層的厚度小于第二凹槽寬度的一半。

6.一種功率器件，其特征在于，包括：漏極金屬、半導體基板及設置于所述半導體基板表面如權利要求1-5任意一項所述的終端結構；其中，與N-襯底對應，所述半導體基板表面被劃分為元胞區和終端保護區，且所述元胞區位于半導體基板的中心區，終端保護區環繞元胞區的外圈設置。

7.一種功率器件終端結構的制造方法，其特征在于，包括：

提供表面被劃分為元胞區和終端保護區的N-襯底，所述終端保護區包括緊鄰元胞區的主結區；

蝕刻所述元胞區N-襯底，形成第一凹槽；

蝕刻所述終端保護區N-襯底，形成第二凹槽；所述主結區P型體區上開設有第二凹槽，且所述第二凹槽較所述第一凹槽深且寬；

于所述第二凹槽內沉積絕緣材料；

于所述第一凹槽的底部和側壁生長柵極氧化層；

對所述第二凹槽內絕緣層材料進行蝕刻形成絕緣層通孔；

于所述第一凹槽和第二凹槽內填充多晶硅柵；

于所述N-襯底表面注入P型離子形成P型體區；

于元胞區P型體區上方第一凹槽遠離第二凹槽一側離子注入形成N+源區；

于所述元胞區N+源區側邊、P型體區上方離子注入形成P+區域；

于所述元胞區以及終端保護區上方沉積層間絕緣介質，形成絕緣層；

對所述層間絕緣介質進行蝕刻，于元胞區中P+區域、部分N+源區表面以及主結區域中多晶硅柵對應位置表面形成接觸孔；

沉積或濺射金屬并進行蝕刻形成連接P+區域、N+源區和接觸孔內多晶硅柵并延伸至第三絕緣層的源極金屬。

8.如權利要求7所述的制造方法，其特征在于，

蝕刻所述終端保護區N-襯底，形成第二凹槽中，包括：蝕刻所述終端保護區N-襯底，形成第二凹槽和第三凹槽，其中，第三凹槽位于終端保護區遠離元胞區一側；

于所述第二凹槽內沉積絕緣層材料中，包括：于所述第二凹槽和第三凹槽內沉積絕緣層材料。