[發(fā)明專利]多級瓣狀體區(qū)金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111015659.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113707713B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛維;裴晨;王海永;楊翠;高北鸞;馬佩軍;杜鳴;趙勝雷;張進(jìn)成;郝躍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種多級瓣狀體區(qū)金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，自下而上包括：漏極(11)、N⁺型襯底(1)、N^-型外延層(2)；N^-型外延層(2)的中部為隔離槽(6)，隔離槽(6)內(nèi)的上部為槽柵(8)；隔離槽(6)兩側(cè)的N^-型外延層(2)上部為P型層(4)，P型層(4)上部為N⁺型層(5)；槽柵(8)、槽柵(8)側(cè)壁絕緣介質(zhì)及部分N⁺型層(5)上部為鈍化介質(zhì)(9)，鈍化介質(zhì)(9)上部及側(cè)面完全由源極(10)包裹；P型層(4)上部、部分N⁺型層(5)上部與源極(10)電氣連接，其特征在于：

所述N^-型外延層(2)兩側(cè)為瓣狀區(qū)(3)，其由m個P型摻雜形成的斜面瓣狀結(jié)構(gòu)組成，m≥2，各瓣狀結(jié)構(gòu)均為圓弧形狀，且各瓣狀結(jié)構(gòu)圓弧形狀的曲率中心位于同一條直線上；

所述瓣狀區(qū)(3)上部為P型層(4)，且P型層(4)與瓣狀區(qū)(3)相接觸；

所述隔離槽(6)內(nèi)的槽柵(8)下部為隔離柵(7)，其由n個大小相同的隔離塊構(gòu)成，各隔離塊水平放置且沿縱向排列，相鄰兩隔離塊之間的間距按照自下而上的方向逐漸減小，n≥2；頂部第n個隔離塊與源極(10)電氣連接；隔離柵(7)與槽柵(8)均采用導(dǎo)電材料，兩者之間用絕緣介質(zhì)隔開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，瓣狀區(qū)(3)中第1級瓣狀結(jié)構(gòu)至第m級瓣狀結(jié)構(gòu)的曲率半徑依次為R₁、R₂、...、R_m，且R₁＝R₂＝...＝R_m；第1級瓣狀結(jié)構(gòu)至第m級瓣狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角依次為θ₁、θ₂、...、θ_m，且θ₁＝θ₂＝...＝θ_m，m為整數(shù)，且m≥2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，隔離柵(7)中n個隔離塊的寬度W₂均為0.1μm～20μm，厚度g均為0.1μm～10μm，且隔離塊之間的距離自下而上遞減，即t₁t₂...t_n-1，其中t₁為第1個隔離塊與第2個隔離塊之間的絕緣介質(zhì)厚度，t₂為第2個隔離塊與第3個隔離塊之間的絕緣介質(zhì)厚度，以此類推，t_n-1為第n-1個隔離塊與第n個隔離塊之間的絕緣介質(zhì)厚度，n為≥2的整數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，隔離柵(7)中的n個隔離塊與隔離槽(6)兩側(cè)的水平距離W₁均為0.05μm～0.5μm，且第1個隔離塊底部與下部N-型外延層之間的絕緣介質(zhì)厚度d為0.005μm～0.5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于槽柵(8)的寬度為0.2μm～20.2μm，厚度f為0.2μm～90μm，槽柵(8)與P型層(4)之間的絕緣介質(zhì)厚度W₃為0.01μm～0.4μm，槽柵(8)與其底部第n個隔離塊之間的絕緣介質(zhì)厚度e為0.001μm～0.1μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，N-外延層(2)的厚度a為1μm～200μm，摻雜濃度為1×10¹²cm^-3～1×10¹⁸cm^-3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，N+型層(5)的厚度c為0.1μm～50μm，注入劑量為1×10¹⁰～1×10¹⁶cm^-3，N型雜質(zhì)為As或Si或N。