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；在所述衬底上表面生长第一导电类型的第一外延层；形成从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中的第一沟槽；在所述第一沟槽的侧壁形成第一介质层；在所述第一沟槽底部形成第二介质层，在所述第二介质层上表面形成第三介质层；在所述第三介质层上表面中部形成外延本征层；在所述外延本征层两侧分别形成贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层的第二沟槽；在所述第一沟槽内和所述第二沟槽内填充多晶硅层；在所述第一外延层和所述多晶硅层上表面形成源极结构；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极，从而提高了器件性能和可靠性。

A Power Device and Its Fabrication Method

【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
VDMOS(verticaldouble-diffusedMOSFET，即沟槽型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。目前，VDMOS的发展方向是：降低开关速度和开关损耗、减小芯片面积、降低导通电阻、提高器件耐压。其中，VDMOS需要在沟槽内通过热氧化形成二氧化硅绝缘层，然后填充导电多晶硅层形成栅极。沟槽底部的氧化层需要承受很高的电压，为了保证器件正常工作，沟槽底部的氧化层耐压能力非常关键。
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，从而提高了器件性能和可靠性。有鉴于此，本专利技术实施例一方面提出了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；形成从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中的第一沟槽；在所述第一沟槽的侧壁形成第一介质层；在所述第一沟槽底部形成第二介质层，在所述第二介质层上表面形成第三介质层；在所述第三介质层上表面中部形成外延本征层；在所述外延本征层两侧分别形成贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层的第二沟槽；在所述第一沟槽内和所述第二沟槽内填充多晶硅层；在所述第一外延层和所述多晶硅层上表面形成源极结构；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，所述第二介质层底部与所述第一外延层连接。进一步地，所述外延本征层的厚度大于所述第二介质层的厚度。进一步地，所述第二介质层的厚度大于所述第三介质层的厚度。进一步地，所述第三介质层的厚度大于所述第一介质层的厚度。本专利技术实施例另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；第一沟槽，从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中；第一介质层，形成于所述第一沟槽的侧壁；第二介质层，形成于所述第一沟槽底部，第三介质层，形成于所述第二介质层上表面；外延本征层，形成于所述第三介质层上表面中部；第二沟槽，分别形成于所述外延本征层两侧，所述第二沟槽贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层；多晶硅层，填充于所述第一沟槽内和所述第二沟槽内；源极结构，形成于所述第一外延层和所述多晶硅层上表面；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，所述第二介质层底部与所述第一外延层连接。进一步地，所述外延本征层的厚度大于所述第二介质层的厚度。进一步地，所述第二介质层的厚度大于所述第三介质层的厚度。进一步地，所述第三介质层的厚度大于所述第一介质层的厚度。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；形成从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中的第一沟槽；在所述第一沟槽的侧壁形成第一介质层；在所述第一沟槽底部形成第二介质层，在所述第二介质层上表面形成第三介质层；在所述第三介质层上表面中部形成外延本征层；在所述外延本征层两侧分别形成贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层的第二沟槽；在所述第一沟槽内和所述第二沟槽内填充多晶硅层；在所述第一外延层和所述多晶硅层上表面形成源极结构；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极，从而提高了器件性能和可靠性。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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例提供的功率器件的制作方法的流程示意图；图2是本专利技术的一个实施例提供的功率器件的结构示意图；图3至图8是本专利技术的一个实施例提供的功率器件的制作方法步骤的结构示意图；图中：1、衬底；2、第一外延层；3、第一沟槽；4、第一介质层；5、第二介质层；6、第三介质层；7、外延本征层；8、第二沟槽；9、多晶硅层；10、源极结构；11、漏极。具体实施方式以下将参阅附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件使用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将使用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方法。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A与B直接邻接，而非A位于B中形成的掺杂区中。在本申请中，术语“半导体结构”指在制造半导体器件的各个步骤中形成的整个半导体结构的统称，包括已经形成的所有层或区域。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理方法和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。通常使用两个复杂的制作工艺制造半导体器件：前端制造和后端制造。前端制造包含在半导体晶片的表面上形成多个小片。在晶片上的每个小片包含有源和无源电子元件，所述有源和无源电子元件电连接以形成功能性电路，有源电子元件，诸如晶体管和二极管，具有控制电流流动的能力。无源电子元件，诸如电容器、电感器、电阻器和变压器。产生执行电路功能所必要的电压和电流之间的关系。通过一系列的工艺步骤，在半导体的表面上形成无源和有源元件，所述工艺步骤包括掺杂、沉积、光刻、刻蚀和平坦化。掺杂通过诸如离子注入或热扩散的技术，将杂质引入半导体材料中。掺杂工艺改变有源器件中的半导体材料的导电率，将半导体材料转换为绝缘体、导体，或者响应于电场或基极电流动态地改变半导体材料的传导率。有源和无源元件由具有不同电性能的材料的层形成。可通过部分地由被沉积的材料的类型所决定的多种沉积技术来形成这些层。例如，薄膜沉积可包括化学气相沉积、物理气相沉积、电解电镀和非电解电镀工艺。通常图案化每个层以形成有源元件、无源元件或者元件之间的电连接的部分。以下结合图1至图8对本专利技术实施例提供的一种功率器件及其制作方法进行详细说明。下面参阅附图，对本专利技术实施例一种功率器件的制作方法加以详细阐述。如图1和图2所示，该功率器件的制作方法包括：步骤S01：提供第一导电类型的衬底1；在所述衬底1上表面生长第一导电类型的第一外延层2；形成从所述第一外延层2上表面延伸至所述第一外延层2中的第一沟槽3；步骤S02：在所述第一沟槽3的侧壁形成第一介质层4；步骤S03：在所述第一沟槽3底部形成第二介质层5，在所述第二介质层5上表面形成第三介质层6；步骤S04：在所述第三介质层6上表面中部形成外延本征层7；步骤S05：在所述外延本征层7两侧分别形成贯穿所述第三介质层6并延伸至所述第二介质层5的第二沟槽8；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件的制作方法，其包括：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；形成从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中的第一沟槽；在所述第一沟槽的侧壁形成第一介质层；在所述第一沟槽底部形成第二介质层，在所述第二介质层上表面形成第三介质层；在所述第三介质层上表面中部形成外延本征层；在所述外延本征层两侧分别形成贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层的第二沟槽；在所述第一沟槽内和所述第二沟槽内填充多晶硅层；在所述第一外延层和所述多晶硅层上表面形成源极结构；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件的制作方法，其包括：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；形成从所述第一外延层上表面延伸至所述第一外延层中的第一沟槽；在所述第一沟槽的侧壁形成第一介质层；在所述第一沟槽底部形成第二介质层，在所述第二介质层上表面形成第三介质层；在所述第三介质层上表面中部形成外延本征层；在所述外延本征层两侧分别形成贯穿所述第三介质层并延伸至所述第二介质层的第二沟槽；在所述第一沟槽内和所述第二沟槽内填充多晶硅层；在所述第一外延层和所述多晶硅层上表面形成源极结构；在所述衬底的下表面形成与所述衬底连接的漏极。2.根据权利要求1所述的一种功率器件的制作方法，其特征在于，所述第二介质层底部与所述第一外延层连接。3.根据权利要求1所述的一种功率器件的制作方法，其特征在于，所述外延本征层的厚度大于所述第二介质层的厚度。4.根据权利要求1所述的一种功率器件的制作方法，其特征在于，所述第二介质层的厚度大于所述第三介质层的厚度。5.根据权利要求1所述的一种功率器件的制作方法，其特征在于，所述第三介质层的厚度大于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：福州麦辽自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35