功率半导体器件及其制造方法技术

本申请公开了功率半导体器件及其制造方法。该方法包括：在半导体衬底中形成多个沟槽，所述多个沟槽包括分别位于所述半导体衬底的第一区域至第三区域的第一至第三沟槽；在所述第一沟槽和所述第二沟槽中形成分裂栅结构；在所述第三沟槽中形成屏蔽布线；在所述半导体衬底中体区；在所述体区中形成源区；以及形成分别与所述源区、源极导体和屏蔽布线电连接的源极电极、栅极电极和屏蔽电极,其中，在所述第三沟槽上部形成隔离层，所述屏蔽电极经由穿过所述隔离层的接触孔到达所述屏蔽布线。该方法利用独立引出电极的屏蔽布线改善电荷平衡效果，并且采用隔离层使得不同区域的分裂栅结构和屏蔽布线可以在公共的步骤中形成，从而降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及电子器件
，更具体地，涉及功率半导体器件及其制造方法。
技术介绍
功率半导体器件亦称为电力电子器件，包括功率二极管、晶闸管、VDMOS(垂直双扩散金属氧化物半导体)场效应晶体管、LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)场效应晶体管以及IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等。VDMOS场效应晶体管包括在半导体衬底的相对表面上形成的源区和漏区，在导通状态下，电流主要沿着半导体衬底的纵向流动。在功率半导体器件的高频运用中，更低的导通损耗和开关损耗是评价器件性能的重要指标。在VDMOS场效应晶体管的基础上，进一步发展了沟槽型MOS场效应晶体管，其中，在沟槽中形成栅极导体，在沟槽侧壁上形成栅极电介质以隔开栅极导体和半导体层，从而沿着沟槽侧壁的方向在半导体层中形成沟道。沟槽(Trench)工艺由于将沟道从水平变成垂直，消除了平面结构寄生JFET电阻的影响，使元胞尺寸大大缩小。在此基础上增加原胞密度，提高单位面积芯片内沟道的总宽度，就可以使得器件在单位硅片上的沟道宽长比增大从而使电流增大、导通电阻下降以及相关参数得到优化，实现了更小尺寸的管芯拥有更大功率和高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体器件的制造方法，包括：在第一掺杂类型的半导体衬底中形成多个沟槽，所述多个沟槽包括分别位于所述半导体衬底的第一区域至第三区域的第一至第三沟槽；在所述第一沟槽和所述第二沟槽中形成分裂栅结构，所述分裂栅结构包括屏蔽导体、栅极导体和夹在二者之间的第二绝缘层；在所述第三沟槽中形成屏蔽布线；在所述半导体衬底邻接沟槽的区域中形成第二掺杂类型的体区，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；在所述体区中形成所述第一掺杂类型的源区；以及形成分别与所述源区、源极导体和屏蔽布线电连接的源极电极、栅极电极和屏蔽电极，其中，在所述第三沟槽上部形成隔离层，所述屏蔽布线位于所述第三沟槽下部，所述屏蔽电极经由穿过...

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件的制造方法，包括：在第一掺杂类型的半导体衬底中形成多个沟槽，所述多个沟槽包括分别位于所述半导体衬底的第一区域至第三区域的第一至第三沟槽；在所述第一沟槽和所述第二沟槽中形成分裂栅结构，所述分裂栅结构包括屏蔽导体、栅极导体和夹在二者之间的第二绝缘层；在所述第三沟槽中形成屏蔽布线；在所述半导体衬底邻接沟槽的区域中形成第二掺杂类型的体区，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；在所述体区中形成所述第一掺杂类型的源区；以及形成分别与所述源区、源极导体和屏蔽布线电连接的源极电极、栅极电极和屏蔽电极，其中，在所述第三沟槽上部形成隔离层，所述屏蔽布线位于所述第三沟槽下部，所述屏蔽电极经由穿过所述隔离层的接触孔到达所述屏蔽布线，所述屏蔽布线与所述屏蔽导体电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一沟槽和所述第二沟槽中形成分裂栅结构的步骤包括：在所述第一沟槽和所述第二沟槽的侧壁和底部上形成绝缘叠层，所述绝缘叠层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层围绕所述第二绝缘层；在所述第一沟槽和所述第二沟槽的上部和下部分别形成所述隔离层和所述屏蔽导体；在所述第一沟槽和所述第二沟槽中去除所述隔离层，从而在所述第一沟槽和所述第二沟槽的上部形成开口；在所述第一沟槽上部的侧壁上形成栅极电介质；以及形成所述栅极导体以填充所述开口，其中，所述栅极导体与所述屏蔽导体之间由所述栅极电介质彼此隔离，所述栅极导体与所述体区之间由所述栅极电介质彼此隔离，所述屏蔽导体与所述半导体衬底之间由所述绝缘叠层彼此隔离。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第三沟槽中形成屏蔽布线的步骤包括：在所述第三沟槽的侧壁和底部上形成绝缘叠层，所述绝缘叠层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层围绕所述第二绝缘层；在所述第三沟槽的上部和下部分别形成所述隔离层和所述屏蔽布线,其中，所述屏蔽布线与所述半导体衬底之间由所述绝缘叠层彼此隔离。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第三沟槽中同时形成所述屏蔽导体和所述屏蔽布线。5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述栅极导体的步骤包括：形成导体层，所述导体层的第一部分填充所述开口，第二部分在所述半导体衬底表面和所述隔离层上方横向延伸，在所述第三沟槽中，所述隔离层将所述导体层与所述屏蔽布线彼此隔开；以及以所述半导体衬底作为停止层，采用平面化去除所述导体层的第二部分，所述导体层留在所述第一沟槽和所述第二沟槽中的第一部分形成所述栅极导体。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述源极电极位于所述第一区域中，所述栅极电极位于所述第二区域中，所述屏蔽电极位于所述第三区域中，所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域彼此隔开。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一绝缘层由氧化硅组成，所述第二绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦涛，徐丹，陈琛，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33