双向功率器件制造技术

公开了一种双向功率器件，双向功率器件包括：半导体层；位于半导体层中的沟槽；位于沟槽侧壁上的栅介质层；位于沟槽内的控制栅，控制栅从半导体层的第一表面延伸至沟槽下部；其中，控制栅与半导体层之间由栅介质层隔开。本申请中沟槽内的控制栅从半导体层的第一表面延伸至沟槽下部，源区和漏区从半导体层的第一表面延伸至于沟槽下部的控制栅交叠。源区和漏区延伸的长度较长，使得源区和漏区在双向功率器件截止时可以承担纵向方向上源区和漏区上施加的高压，提高双向功率器件的耐压特性。

Bidirectional power device

【技术实现步骤摘要】
双向功率器件
本技术涉及半导体制造
，特别涉及一种双向功率器件。
技术介绍
功率器件主要用于大功率的电源电路和控制电路中，例如作为开关元件或整流元件。在功率器件中，不同掺杂类型的掺杂区形成PN结，从而实现二极管或晶体管的功能。功率器件在应用中通常需要在高电压下承载大电流。一方面，为了满足高电压应用的需求以及提高器件可靠性和寿命，功率器件需要具有高击穿电压。另一方面，为了降低功率器件自身的功耗和产生的热量，功率器件需要具有低导通电阻。在电源电路中，经常会涉及到充电和放电，然后充电和放电过程中电流的流向不同，则要求功率器件具有双向导通的功能。在美国专利US5612566和US6087740公开了双向导通类型的功率器件。其中，该双向功率器件包括衬底以及位于衬底上的第一输出极和第二输出极。衬底为P型衬底或者P型外延或者P型掺杂的阱区；两个输出极分别由轻掺杂N-区和以及位于轻掺杂N-区中的重掺杂N+区构成。在功率器件的导通状态，当第一输出极与衬底短接时，电流从第二输出极流向第一输出极；当第二输出极与衬底短接时，电流从第一输出极流向第二输出极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向功率器件，其特征在于，包括：/n半导体层；/n位于半导体层中的沟槽；/n位于所述沟槽侧壁上的栅介质层；/n位于所述沟槽内的控制栅，所述控制栅从所述半导体层的第一表面延伸至所述沟槽下部；/n其中，所述控制栅与所述半导体层之间由所述栅介质层隔开。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向功率器件，其特征在于，包括：
半导体层；
位于半导体层中的沟槽；
位于所述沟槽侧壁上的栅介质层；
位于所述沟槽内的控制栅，所述控制栅从所述半导体层的第一表面延伸至所述沟槽下部；
其中，所述控制栅与所述半导体层之间由所述栅介质层隔开。


2.根据权利要求1所述的双向功率器件，其特征在于，位于所述半导体层中且邻近控制栅的源区和漏区，位于所述半导体层中且邻近所述沟槽下部的控制栅的沟道区。


3.根据权利要求2所述的双向功率器件，其特征在于，所述源区和漏区从所述半导体层的第一表面延伸至与所述沟槽下部的控制栅交叠。


4.根据权利要求2所述的双向功率器件，其特征在于，所述源区和漏区在所述半导体层中延伸的长度为0.5～1.5um。


5.根据权利要求2所述的双向功率器件，其特征在于，所述半导体层的掺杂类型为第一掺杂类型，所述源区和漏区的掺杂类型为第二掺杂类型，所述沟道区的掺杂类型为第一掺杂类型或第二掺杂类型，第一掺杂类型和第二掺杂类型相反。


6.根据权利要求1所述的双向功率器件，其特征在于，所述沟槽的长度为1.2～2.2um，宽度为0.1～0.6um。


7.根据权利要求1所述的双向功率器件，其特征在于，所述半导体层选自半导体衬底本身、在半导体衬底上形成的外延层或者在半导体衬底中注入的阱区中的一种。


8.根据权利要求2所述的双向功率器件，其特征在于，还包括：
第一接触，与所述源区相接触以形成第一输出电极；
第二接触，与所述漏区相接触以形成第二输出电极；
第三接触，与所述半导体层相接触以形成衬底电极；
第四接触，与所述控制栅相接触以形成栅电极。


9.根据权利要求8所述的双向功率器件，其特征在于，还包括：
第一引线区，位于所述源区内，其中，第一引线区的掺杂浓度大于所述源区的掺杂浓度；
覆盖介质层，位于所述半导体层的第一表面上；
第一接触孔，贯穿所述覆盖介质层延伸至所述源区；
所述第一接触通过第一接触孔、第一引线区与所述源区相接触。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张邵华，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33