[發明專利]高可靠性功率器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202211265981.3
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115548121A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 許龍來;王榮華;章文紅;梁凱
• 申請（專利權）人: 無錫美偌科微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳

1.一種高可靠性功率器件，其特征是，包括：

襯底，呈第一導電類型，其中，在所述襯底正面的中心區制備有源區；

有源區，包括若干并聯分布的元胞，其中，元胞采用溝槽結構，對任一元胞，所述元胞包括至少一個元胞溝槽，在每個元胞溝槽的兩側均制備第二導電類型基區以及基于ballast結構的源極接觸孔連接結構，第二導電類型基區與元胞溝槽的外側壁接觸；

源極接觸孔連接結構，包括與第二導電類型基區適配的第一導電類型源區、若干由第一導電類型源區間隔的接觸孔以及與接觸孔呈一一對應的第二導電類型接觸區，其中，第二導電類型接觸區位于第二導電類型基區內，在第二導電類型接觸區與第一導電類型源區結合部相對應的接觸孔側壁設置第二導電類型接觸補償部；

源極金屬填充于源極接觸孔連接結構內的接觸孔內后，利用源極金屬與所填充接觸孔內第二導電類型接觸補償部的歐姆接觸，以補償基于ballast結構中源極金屬與第二導電類型接觸區的歐姆接觸面積。

2.根據權利要求1所述高可靠性功率器件，其特征是：所述元胞溝槽呈長條形；

基于ballast結構的源極接觸孔連接結構中，第一導電類型源區包括第一導電類型接觸區以及與所述第一導電類型接觸區相互連接的第一導電類型分隔區，其中，

第一導電類型接觸區與鄰近元胞溝槽的外側壁接觸，且所述第一導電類型接觸區沿元胞溝槽的長度分布；

第一導電類型分隔區位于第一導電類型接觸區的外側，利用第一導電類型分隔區分隔接觸孔。

3.根據權利要求2所述高可靠性功率器件，其特征是：第二導電類型接觸補償部和第二導電類型接觸區與第一導電類型分隔區結合部對應；

所述第二導電類型接觸補償部包括第二導電類型豎向補償區或第二導電類型補償臺階區，其中，

第二導電類型豎向補償區位于第一導電類型分隔區的下方；

第二導電類型補償臺階區包括若干補償臺階，所述補償臺階位于第一導電類型分隔區的外側。

4.根據權利要求3所述高可靠性功率器件，其特征是：第二導電類型接觸補償部為第二導電類型豎向補償區時，第二導電類型豎向補償區與第二導電類型接觸區為同一離子注入工藝步驟形成，其中，

在離子注入時，采用傾斜注入方式，以在第二導電類型接觸區與第一導電類型分隔區結合部制備得到所需的第二導電類型豎向補償區。

5.根據權利要求3所述高可靠性功率器件，其特征是：第二導電類型接觸補償部為第二導電類型補償臺階區時，制備所需的補償臺階，以在制備補償臺階后，進行離子注入，以同時形成第二導電類型接觸區以及所述第二導電類型補償臺階區。

6.根據權利要求5所述高可靠性功率器件，其特征是：制備補償臺階時，對形成第一導電類型分隔區的第一導電類型分隔區體以及形成絕緣介質層的絕緣介質層體，分別選擇刻蝕絕緣介質層體，并利用刻蝕后的絕緣介質層體作為掩膜進行接觸孔刻蝕，以在刻蝕后形成具有補償臺階的接觸孔；以及，

形成第一導電類型分隔區以及位于所述第一導電類型分隔區上方的絕緣介質層。

7.根據權利要求1至6任一項所述高可靠性功率器件，其特征是：對任一元胞溝槽，所述元胞溝槽貫穿第二導電類型基區，元胞溝槽的槽底位于第二導電類型基區的下方；

在元胞溝槽內填充柵極導電多晶硅，所述柵極導電多晶硅通過覆蓋元胞溝槽內側壁以及底壁的絕緣氧化層與元胞溝槽絕緣隔離，柵極導電多晶硅與源極金屬絕緣隔離。

8.根據權利要求1至6任一項所述高可靠性功率器件，其特征是：在所述襯底的背面設置背面電極結構，利用所述背面電極結構與襯底的有源區配合，以使得功率器件為MOSFET型器件或IGBT型器件。