一种功率器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种功率器件及其制作方法，包括：提供第一导电类型的衬底；在第一导电类型的第一外延层内形成第二导电类型的第一注入区和第二注入区；在所述第一外延层上形成第一导电类型的第二外延层；在第一沟槽内交替形成第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层；在所述第二外延层内形成第二导电类型的第三注入区；在所述第三注入区内形成第一导电类型的第四注入区及第二导电类型的第五注入区；在所述第二外延层上表面形成第二介质层；形成连接所述第一注入区的第二多晶硅层；在所述第二介质层上表面形成源极；在所述第二介质层内形成与所述第二多晶硅层连接的栅极；在所述衬底的下表面形成漏极；从而降低功率器件的开关损耗。

A Power Device and Its Fabrication Method

The invention provides a power device and a manufacturing method thereof, including: providing a substrate of the first conductive type; forming a first injection region and a second injection region of the second conductive type within the first epitaxy layer of the first conductive type; forming a second epitaxy layer of the first conductive type on the first epitaxy layer; alternately forming a third epitaxy layer of the first conductive type in the first groove; and A fourth epitaxial layer of the second conductive type; a third injection region of the second conductive type; a fourth injection region of the first conductive type and a fifth injection region of the second conductive type are formed in the third injection region; a second dielectric layer is formed on the upper surface of the second epitaxial layer; and a second polysilicon layer connecting the first injection region is formed. A source is formed on the upper surface of the dielectric layer, a gate connected with the second polysilicon layer is formed in the second dielectric layer, and a drain is formed on the lower surface of the substrate to reduce the switching loss of the power device.

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种功率器件及其制作方法。
技术介绍
垂直双扩散场效应晶体管的漏源两极分别在器件的两侧，使电流在器件内部垂直流通，增加了电流密度，改善了额定电流，单位面积的导通电阻也较小，是一种用途非常广泛的功率器件。垂直双扩散场效应晶体管的最重要的性能参数就是工作损耗，工作损耗可以分为导通损耗，截止损耗和开关损耗三部分。其中导通损耗由导通电阻决定，截止损耗受反向漏电流大小影响，开关损耗是指器件开关过程中寄生电容充放电带来的损耗。为了满足功率器件适应高频应用的要求，降低功率器件的开关损耗，提高器件的工作效率，具有重要的意义。功率器件的开关损耗大小由寄生电容大小决定，寄生电容可以分为栅源电容，栅漏电容和源漏电容三部分。其中栅漏电容对器件的开关损耗影响最大，栅漏电容可以分为氧化层电容和耗尽层电容两部分，氧化层电容受栅氧厚度影响，耗尽层电容受工艺和器件结构影响较大。栅漏电容直接影响到器件的输入电容和开关时间，输入电容增大，从而使器件开关时间延长，进而增大开关损耗。因此，亟需一种能够降低功率器件的开关损耗的技术方案。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述问题，提出了一种功率器件及其制作方法，能够减小功率器件的寄生电容，从而降低功率器件的开关损耗。有鉴于此，本专利技术实施例一方面提出了一种功率器件，该功率器件包括：第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一外延层，生长于所述衬底上表面；第二导电类型的第一注入区和第二注入区，形成于所述第一外延层内；第一导电类型的第二外延层，形成于所述第一外延层上表面；第一沟槽，贯穿所述第二外延层并延伸至所述第二注入区；交替形成于所述第一沟槽内的第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层和所述第四外延层分别至少为三个，且所述第一沟槽底部的外延层为第三外延层；第二导电类型的第三注入区，形成于所述第二外延层内；第一导电类型的第四注入区以及与所述第四注入区连接的第二导电类型的第五注入区，形成于所述第三注入区内；第一介质层，形成于所述第三注入区的上表面，所述第一介质层连接所述第四注入区的部分上表面；第一多晶硅层，形成于所述第一介质层上表面；第二介质层，形成于所述第二外延层上表面，所述第二介质层覆盖所述第一介质层和所述第一多晶硅层；第二多晶硅层，分别连接所述第一多晶硅层和所述第一注入区；源极，形成于所述第二介质层的上表面并贯穿所述第二介质层并与所述第四注入区和所述第五注入区连接，所述源极还贯穿所述第二介质层并与所述第一沟槽上表面连接；栅极，形成于所述第二介质层内并与所述第二多晶硅层连接；漏极，形成于所述衬底的下表面并与所述衬底连接。进一步地，所述衬底的掺杂浓度高于所述第一外延层的掺杂浓度，所述第一外延层的掺杂浓度高于所述第二外延层的掺杂浓度，所述衬底的掺杂浓度高于所述第四注入区的掺杂浓度。进一步地，所述第一注入区的掺杂浓度与所述第二注入区的掺杂浓度大致相同，所述第五注入区的掺杂浓度高于所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第三注入区的掺杂浓度。进一步地，所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第四外延层的掺杂浓度。进一步地，所述第二多晶硅层包括形成于所述第二介质层内并连接所述第一多晶硅层的第一子多晶硅层，贯穿所述第二外延层连接所述第一注入区并延伸至所述第二介质层中的第二子多晶硅层，以及连接所述第一子多晶硅层和所述第二子多晶硅层的第三子多晶硅层。本专利技术实施例另一方面提供一种功率器件的制作方法，该方法包括：提供第一导电类型的衬底；在所述衬底上表面生长第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内形成第二导电类型的第一注入区和第二注入区；在所述第一外延层上表面形成第一导电类型的第二外延层；形成贯穿所述第二外延层并延伸至所述第二注入区的第一沟槽；在所述第一沟槽内交替形成第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层和所述第四外延层分别至少为三个，且所述第一沟槽底部的外延层为第三外延层；在所述第二外延层内形成第二导电类型的第三注入区；在所述第三注入区内形成第一导电类型的第四注入区以及与所述第四注入区连接的第二导电类型的第五注入区；在所述第三注入区的上表面形成第一介质层，将所述第一介质层连接所述第四注入区的部分上表面；在所述第一介质层上表面形成第一多晶硅层；在所述第二外延层上表面形成第二介质层，将所述第二介质层覆盖所述第一介质层和所述第一多晶硅层；形成分别连接所述第一多晶硅层和所述第一注入区的第二多晶硅层；在所述第二介质层上表面形成源极，所述源极还贯穿所述第二介质层并与所述第四注入区和所述第五注入区连接，以及贯穿所述第二介质层并与所述第一沟槽上表面连接；在所述第二介质层内形成与所述第二多晶硅层连接的栅极；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极。进一步地，所述衬底的掺杂浓度高于所述第一外延层的掺杂浓度，所述第一外延层的掺杂浓度高于所述第二外延层的掺杂浓度，所述衬底的掺杂浓度高于所述第四注入区的掺杂浓度。进一步地，所述第一注入区的掺杂浓度与所述第二注入区的掺杂浓度大致相同，所述第五注入区的掺杂浓度高于所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第三注入区的掺杂浓度。进一步地，所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第四外延层的掺杂浓度。进一步地，所述第二多晶硅层包括形成于所述第二介质层内并连接所述第一多晶硅层的第一子多晶硅层，贯穿所述第二外延层连接所述第一注入区并延伸至所述第二介质层中的第二子多晶硅层，以及连接所述第一子多晶硅层和所述第二子多晶硅层的第三子多晶硅层。本专利技术实施例的技术方案通过提供第一导电类型的衬底；在所述衬底上表面生长第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内形成第二导电类型的第一注入区和第二注入区；在所述第一外延层上表面形成第一导电类型的第二外延层；形成贯穿所述第二外延层并延伸至所述第二注入区的第一沟槽；在所述第一沟槽内交替形成第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层和所述第四外延层分别至少为三个，且所述第一沟槽底部的外延层为第三外延层；在所述第二外延层内形成第二导电类型的第三注入区；在所述第三注入区内形成第一导电类型的第四注入区以及与所述第四注入区连接的第二导电类型的第五注入区；在所述第三注入区的上表面形成第一介质层，将所述第一介质层连接所述第四注入区的部分上表面；在所述第一介质层上表面形成第一多晶硅层；在所述第二外延层上表面形成第二介质层，将所述第二介质层覆盖所述第一介质层和所述第一多晶硅层；形成分别连接所述第一多晶硅层和所述第一注入区的第二多晶硅层；在所述第二介质层上表面形成源极，所述源极还贯穿所述第二介质层并与所述第四注入区和所述第五注入区连接，以及贯穿所述第二介质层并与所述第一沟槽上表面连接；在所述第二介质层内形成与所述第二多晶硅层连接的栅极；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极，本专利技术减小了功率器件的寄生电容，从而降低功率器件的开关损耗，提高功率器件的工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一外延层，生长于所述衬底上表面；第二导电类型的第一注入区和第二注入区，形成于所述第一外延层内；第一导电类型的第二外延层，形成于所述第一外延层上表面；第一沟槽，贯穿所述第二外延层并延伸至所述第二注入区；交替形成于所述第一沟槽内的第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层和所述第四外延层分别至少为三个，且所述第一沟槽底部的外延层为第三外延层；第二导电类型的第三注入区，形成于所述第二外延层内；第一导电类型的第四注入区以及与所述第四注入区连接的第二导电类型的第五注入区，形成于所述第三注入区内；第一介质层，形成于所述第三注入区的上表面，所述第一介质层连接所述第四注入区的部分上表面；第一多晶硅层，形成于所述第一介质层上表面；第二介质层，形成于所述第二外延层上表面，所述第二介质层覆盖所述第一介质层和所述第一多晶硅层；第二多晶硅层，分别连接所述第一多晶硅层和所述第一注入区；源极，形成于所述第二介质层的上表面并贯穿所述第二介质层并与所述第四注入区和所述第五注入区连接，所述源极还贯穿所述第二介质层并与所述第一沟槽上表面连接；栅极，形成于所述第二介质层内并与所述第二多晶硅层连接；漏极，形成于所述衬底的下表面并与所述衬底连接。...

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一外延层，生长于所述衬底上表面；第二导电类型的第一注入区和第二注入区，形成于所述第一外延层内；第一导电类型的第二外延层，形成于所述第一外延层上表面；第一沟槽，贯穿所述第二外延层并延伸至所述第二注入区；交替形成于所述第一沟槽内的第一导电类型的第三外延层以及第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层和所述第四外延层分别至少为三个，且所述第一沟槽底部的外延层为第三外延层；第二导电类型的第三注入区，形成于所述第二外延层内；第一导电类型的第四注入区以及与所述第四注入区连接的第二导电类型的第五注入区，形成于所述第三注入区内；第一介质层，形成于所述第三注入区的上表面，所述第一介质层连接所述第四注入区的部分上表面；第一多晶硅层，形成于所述第一介质层上表面；第二介质层，形成于所述第二外延层上表面，所述第二介质层覆盖所述第一介质层和所述第一多晶硅层；第二多晶硅层，分别连接所述第一多晶硅层和所述第一注入区；源极，形成于所述第二介质层的上表面并贯穿所述第二介质层并与所述第四注入区和所述第五注入区连接，所述源极还贯穿所述第二介质层并与所述第一沟槽上表面连接；栅极，形成于所述第二介质层内并与所述第二多晶硅层连接；漏极，形成于所述衬底的下表面并与所述衬底连接。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述衬底的掺杂浓度高于所述第一外延层的掺杂浓度，所述第一外延层的掺杂浓度高于所述第二外延层的掺杂浓度，所述衬底的掺杂浓度高于所述第四注入区的掺杂浓度。3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一注入区的掺杂浓度与所述第二注入区的掺杂浓度大致相同，所述第五注入区的掺杂浓度高于所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第三注入区的掺杂浓度。4.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第二注入区的掺杂浓度高于所述第四外延层的掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第二多晶硅层包括形成于所述第二介质层内并连接所述第一多晶硅层的第一子多晶硅层，贯穿所述第二外延层连接所述第一注入区并延伸至所述第二介质层中的第二子多晶硅层，以及连接所述第一子多晶硅层和所述第二子多晶硅层的第三子多晶硅层。6.一种功率器件的制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市福来过科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44