一种半导体功率器件结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体功率器件结构及其制造方法，包括第一导电类型的衬底及位于衬底上的第一导电类型的外延层，外延层内设置有沟槽，沟槽中填充有栅极多晶硅和浮栅多晶硅，栅极多晶硅与沟槽的侧壁隔离有隔离氧化层，栅极多晶硅与浮栅多晶硅之间隔离有阻挡氧化层，浮栅多晶硅与沟槽的侧壁及底壁隔离有栅氧化层。本发明专利技术通过在栅极多晶硅底部设置浮栅多晶硅，使得器件反向工作时，正电荷以隧道效应穿过栅氧化层存储到浮栅多晶硅内，达到降低等效阈值电压Vth的目的，以便显著降低器件的正向电压Vf；通过设置栅氧化层‑浮栅多晶硅‑阻挡氧化层的多层浮栅结构，增加了寄生电容的介质厚度，降低了寄生电容，提高了器件的开关速度。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体功率器件结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，具体为一种半导体功率器件结构及其制造方法。
技术介绍
基于肖特基势垒理论的肖特基势垒二极管(Schottkybarrierdiodes，SBD)广泛应用于高频整流和开关电路及保护电路在低压、大电流场合时作续流和整流作用，如DC/DC变频器、无工频变压器、开关电源的整流和续流。作为一种低压整流器件，它具有提高电路的整流效率、降低正向功耗、提高工作频率以及减小电路噪声的作用。但也有其局限性比如耐高温性差、软击穿严重以及反向漏电流大，使其在高压领域不能得以广泛的应用。其正向压降和反向漏电也是一对关联的很难调和的参数。为了提高整流器的性能，相关公司相继推出了新的器件，比如TMBS(TrenchMOSBarrierSchottkyDiode)、SBR(SurperBarrierRectifier)、SiC、GaN等，并且取得了不错的业绩和可观的市场回报。但都每个器件平台都有一些相应的局限性比如材料，器件结构，工艺生产性，成本控制等等。图1示出了现有技术中的沟槽型超势垒整流器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体功率器件结构，包括有源区，所述有源区内包括若干个相互并联的器件元胞单元，所述器件元胞单元包括第一导电类型的衬底及位于所述衬底上的第一导电类型的外延层，所述外延层内设置有沟槽，所述沟槽从所述外延层表面延伸至其内部，其特征在于：/n所述沟槽中填充有栅极多晶硅和浮栅多晶硅，所述栅极多晶硅与所述沟槽的侧壁隔离有隔离氧化层，所述栅极多晶硅与所述浮栅多晶硅之间隔离有阻挡氧化层，所述浮栅多晶硅与所述沟槽的侧壁及底壁隔离有栅氧化层；/n所述外延层的表面还设置有第二导电类型的第一掺杂区以及位于所述第一掺杂区表面的第一导电类型的第二掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区分别与所述沟槽的外侧壁接触，所述第...

【技术特征摘要】
20200217 CN 20201009692371.一种半导体功率器件结构，包括有源区，所述有源区内包括若干个相互并联的器件元胞单元，所述器件元胞单元包括第一导电类型的衬底及位于所述衬底上的第一导电类型的外延层，所述外延层内设置有沟槽，所述沟槽从所述外延层表面延伸至其内部，其特征在于：
所述沟槽中填充有栅极多晶硅和浮栅多晶硅，所述栅极多晶硅与所述沟槽的侧壁隔离有隔离氧化层，所述栅极多晶硅与所述浮栅多晶硅之间隔离有阻挡氧化层，所述浮栅多晶硅与所述沟槽的侧壁及底壁隔离有栅氧化层；
所述外延层的表面还设置有第二导电类型的第一掺杂区以及位于所述第一掺杂区表面的第一导电类型的第二掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区分别与所述沟槽的外侧壁接触，所述第二掺杂区的底部位于所述浮栅多晶硅的顶部之下。


2.根据权利要求1所述的半导体功率器件结构，其特征在于，所述沟槽下方的所述外延层内还设置有第二导电类型的第三掺杂区，所述第三掺杂区与所述沟槽底部接触。


3.根据权利要求1所述的半导体功率器件结构，其特征在于，还包括覆盖在所述外延层表面的第一金属层，所述第一金属层连接所述第二掺杂区与栅极多晶硅，所述第一金属层与所述第二掺杂区欧姆接触。


4.根据权利要求1所述的半导体功率器件结构，其特征在于，还包括覆盖在所述衬底表面的第二金属层，所述第二金属层与所述衬底欧姆接触。


5.根据权利要求1所述的半导体功率器件结构，其特征在于，所述隔离氧化层为SiO2，和/或，所述栅氧化层为SiO2，和/或，所述阻挡氧化层为SiO2。


6.根据权利要求1所述的半导体功率器件结构，其特征在于，所述沟槽的深度大于所述第一掺杂区的深度。


7.根据权利要求2所述的半导体功率器件结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，孙闫涛，陈则瑞，顾昀浦，宋跃桦，吴平丽，樊君，张丽娜，
申请(专利权)人：捷捷微电上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31