[發明專利]能抑制開關震蕩的功率半導體器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202111369712.7
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114093930B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 楊飛;吳凱;張廣銀;朱陽軍
• 申請（專利權）人: 江蘇芯長征微電子集團股份有限公司;南京芯長征科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L21/331;H01L29/739
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

1.一種能抑制開關震蕩的功率半導體器件，包括第一導電類型的半導體襯底以及設置于所述半導體襯底中心區的元胞區；所述元胞區包括若干并聯分布的元胞，且元胞采用溝槽結構；其特征是：

在功率半導體器件的截面上，元胞包括溝道溝槽以及至少一個位于所述溝道溝槽之間的調整控制第一溝槽，溝道溝槽、調整控制第一溝槽均貫穿半導體襯底內上部的第二導電類型區，溝道溝槽、調整控制第一溝槽相應的槽底均位于第二導電類型區的下方；溝道溝槽遠離調整控制第一溝槽的外側壁與設置于第二導電類型區內的第一導電類型源區接觸；

在調整控制第一溝槽內設置調整控制第一溝槽上導電多晶硅以及位于所述調整控制第一溝槽上導電多晶硅正下方的調整控制第一溝槽下導電多晶硅，調整控制第一溝槽上導電多晶硅通過位于調整控制第一溝槽內的調整控制第一溝槽內絕緣氧化層與調整控制第一溝槽下導電多晶硅絕緣隔離，且調整控制第一溝槽上導電多晶硅通過調整控制第一溝槽內絕緣氧化層與調整控制第一溝槽的側壁絕緣隔離，調整控制第一溝槽下導電多晶硅通過調整控制第一溝槽內絕緣氧化層與調整控制第一溝槽的側壁以及底壁絕緣隔離；

調整控制第一溝槽上導電多晶硅與半導體襯底上方的柵極金屬電連接，調整控制第一溝槽下導電多晶硅與半導體襯底上方的源極金屬電連接；

元胞還包括位于溝道溝槽之間的調整控制第二溝槽，在所述調整控制第二溝槽內設置調整控制第二導電多晶硅，所述調整控制第二導電多晶硅通過調整控制第二溝槽內的調整控制第二溝槽內絕緣氧化層與所述調整控制第二溝槽的側壁以及底壁絕緣隔離，調整控制第二導電多晶硅與源極金屬電連接。

2.根據權利要求1所述的能抑制開關震蕩的功率半導體器件，其特征是：在所述溝道溝槽內設置溝道溝槽多晶硅，所述溝道溝槽多晶硅通過位于溝道溝槽內的溝道溝槽絕緣氧化層與所在溝道溝槽的側壁以及底壁絕緣隔離，溝道溝槽多晶硅與柵極金屬電連接。

3.根據權利要求2所述的能抑制開關震蕩的功率半導體器件，其特征是：所述溝道溝槽、調整控制第二溝槽為同一工藝步驟層。

4.根據權利要求1所述的能抑制開關震蕩的功率半導體器件，其特征是：還包括設置于半導體襯底背面的背面電極結構，通過所述背面電極結構與半導體襯底間的連接配合，以能形成所需的功率半導體器件。

5.根據權利要求4所述的能抑制開關震蕩的功率半導體器件，其特征是：功率半導體器件為IGBT器件時，所述背面電極結構包括設置于半導體襯底背面上的FS緩沖層、設置于FS緩沖層上的第二導電類型集電區以及與所述第二導電類型集電區歐姆接觸的集電極金屬層。