一种功率半导体器件制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体技术领域，具体公开了一种功率半导体器件，包括半导体基板，半导体基板被划分为元胞区和终端保护区，元胞区位于半导体基板的中心区，其中，半导体基板包括第一导电类型衬底和第一导电类型外延层；位于元胞区的第二导电类型体区内设置有第一类沟槽；位于终端保护区的第二导电类型体区内设置有至少一根第二类沟槽；第二类沟槽的上方设置有金属场板，金属场板位于终端保护区内，且从靠近元胞区的第二类沟槽开始并沿着远离元胞区的方向延伸，金属场板至少覆盖一根第二类沟槽。本实用新型专利技术提供的功率半导体器件能够提高功率半导体器件的耐压，提高功率半导体器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件
本技术涉及半导体
，尤其涉及一种功率半导体器件。
技术介绍
如图11所示，为传统沟槽MOSFET结构的结构示意图。如图11所示，沟槽MOSFET结构包括元胞区和终端保护区，元胞区位于器件的中心区。图13显示了器件承受耐压时的击穿点，所示击穿点位于最靠近元胞区的第二类沟槽的靠近元胞区的一侧，该击穿点极其靠近栅氧层，并且该位置电场极高，这种击穿情形容易导致栅氧层的损伤，导致器件耐压下降。
技术实现思路
本技术提供了一种功率半导体器件，解决相关技术中存在的器件耐压下降的问题。作为本技术的一个方面，提供一种功率半导体器件，包括半导体基板，所述半导体基板被划分为元胞区和终端保护区，所述元胞区位于所述半导体基板的中心区，所述终端保护区位于所述元胞区的外圈且环绕所述元胞区设置，其中，所述半导体基板包括第一导电类型衬底和位于所述第一导电类型衬底上的第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层的表面设置有第二导电类型体区；位于所述元胞区的所述第二导电类型体区内设置有第一类沟槽，所述第一类沟槽的沟槽底部伸入所述第一类导电类型外延层内；位于所述终端保护区的所述第二导电类型体区内设置有至少一根第二类沟槽，所述第二类沟槽的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层内；所述第二类沟槽的上方设置有金属场板，所述金属场板位于所述终端保护区内，且从靠近所述元胞区的所述第二类沟槽开始并沿着远离所述元胞区的方向延伸，所述金属场板至少覆盖一根所述第二类沟槽。进一步地，所述终端保护区内设置栅极金属，所述栅极金属与所述金属场板同层设置，所述金属场板连接源极电位。进一步地，所述终端保护区内设置栅极金属，所述栅极金属与所述金属场板同层设置，所述金属场板连接栅极金属，且所述金属场板与所述栅极金属连接为一体。进一步地，所述第一类沟槽和所述第二类沟槽的侧壁和底壁均形成有栅氧层，所述第一类沟槽和所述第二类沟槽的内部均设置导电多晶硅，所述第一类沟槽内的所述导电多晶硅连接栅极电位，所述第二类沟槽内的所述导电多晶硅浮空设置。进一步地，位于所述元胞区的所述第二导电类型体区的表面设置有第一导电类型源区，位于所述元胞区以及所述终端保护区的所述第二导电类型体区的表面均设置有绝缘介质层，位于所述元胞区的绝缘介质层表面设置有源极金属，位于所述终端保护区的绝缘介质层表面设置有所述金属场板；所述源极金属通过所述绝缘介质层上的通孔与所述第二导电类型体区以及所述第一导电类型源区接触；位于终端保护区上的所述源极金属通过所述绝缘介质层上的通孔与所述第二导电类型体区接触。进一步地，所述功率半导体器件包括N型功率半导体器件和P型功率半导体器件，当所述功率半导体器件为所述N型功率半导体器件时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型，当所述功率半导体器件为所述P型半导体器件时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。通过上述功率半导体器件，在第二类沟槽的上方设置金属场板，该金属场板能够明显抑制第二类沟槽内的浮空多晶硅的电势的变化，从而降低第二类沟槽侧壁的电场，防止击穿点出现在沟槽侧壁，进而能够提高功率半导体器件的耐压，提高功率半导体器件的可靠性。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术提供的功率半导体器件的形成外延层的结构示意图。图2为本技术提供的功率半导体器件的形成第一类沟槽和第二类沟槽的结构示意图。图3为本技术提供的功率半导体器件的形成栅氧层的结构示意图。图4为本技术提供的功率半导体器件的淀积导电多晶硅后的结构示意图。图5为本技术提供的功率半导体器件的刻蚀导电多晶硅，形成所述第一类沟槽和第二类沟槽内的导电多晶硅的结构示意图。图6为本技术提供的功率半导体器件的注入第二导电类型杂质并热退火，形成第二导电类型体区的结构示意图。图7为本技术提供的功率半导体器件的选择性注入第一导电类型杂质并激活，形成第一导电类型源区的结构示意图。图8为本技术提供的功率半导体器件的淀积绝缘介质层的结构示意图。图9为本技术提供的功率半导体器件的在绝缘介质层上选择性刻蚀出通孔，并注入第二导电类型杂质的结构示意图。图10为专利技术提供的功率半导体器件的淀积金属并选择性刻蚀金属，形成源极金属、栅极金属和金属场板的结构示意图。图11为传统功率器件的结构示意图。图12为本技术提供的功率半导体器件的在击穿时的击穿点位置示意图。图13为传统功率器件在击穿时的击穿点位置示意图。图14为本技术提供的功率半导体器件的栅极金属用作金属场板的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本领域技术人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本实施例中提供了一种功率半导体器件，图10和图14是根据本技术实施例提供的功率半导体器件的结构示意图，如图10和图14所示，包括：包括半导体基板，所述半导体基板被划分为元胞区01和终端保护区02，所述元胞区01位于所述半导体基板的中心区，所述终端保护区02位于所述元胞区01的外圈且环绕所述元胞区01设置，其中，所述半导体基板包括第一导电类型衬底1和位于所述第一导电类型衬底1上的第一导电类型外延层2，所述第一导电类型外延层2的表面设置有第二导电类型体区3；位于所述元胞区01的所述第二导电类型体区3内设置有第一类沟槽4，所述第一类沟槽4的沟槽底部伸入所述第一类导电类型外延层2内；位于所述终端保护区02的所述第二导电类型体区3内设置有至少一根第二类沟槽5，所述第二类沟槽5的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层2内；所述第二类沟槽5的上方设置有金属场板12，所述金属场板12位于所述终端保护区02内，且从靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体器件，包括半导体基板，所述半导体基板被划分为元胞区和终端保护区，所述元胞区位于所述半导体基板的中心区，所述终端保护区位于所述元胞区的外圈且环绕所述元胞区设置，其特征在于，所述半导体基板包括第一导电类型衬底和位于所述第一导电类型衬底上的第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层的表面设置有第二导电类型体区；/n位于所述元胞区的所述第二导电类型体区内设置有第一类沟槽，所述第一类沟槽的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层内；/n位于所述终端保护区的所述第二导电类型体区内设置有至少一根第二类沟槽，所述第二类沟槽的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层内；/n所述第二类沟槽的上方设置有金属场板，所述金属场板位于所述终端保护区内，且从靠近所述元胞区的所述第二类沟槽开始并沿着远离所述元胞区的方向延伸，所述金属场板至少覆盖一根所述第二类沟槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，包括半导体基板，所述半导体基板被划分为元胞区和终端保护区，所述元胞区位于所述半导体基板的中心区，所述终端保护区位于所述元胞区的外圈且环绕所述元胞区设置，其特征在于，所述半导体基板包括第一导电类型衬底和位于所述第一导电类型衬底上的第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层的表面设置有第二导电类型体区；
位于所述元胞区的所述第二导电类型体区内设置有第一类沟槽，所述第一类沟槽的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层内；
位于所述终端保护区的所述第二导电类型体区内设置有至少一根第二类沟槽，所述第二类沟槽的沟槽底部伸入所述第一导电类型外延层内；
所述第二类沟槽的上方设置有金属场板，所述金属场板位于所述终端保护区内，且从靠近所述元胞区的所述第二类沟槽开始并沿着远离所述元胞区的方向延伸，所述金属场板至少覆盖一根所述第二类沟槽。


2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述终端保护区内设置栅极金属，所述栅极金属与所述金属场板同层设置，所述金属场板连接源极电位。


3.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述终端保护区内设置栅极金属，所述栅极金属与所述金属场板同层设置，所述金属场板连接栅极金属，且所述金属场板与所述栅极金属连接为一体。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱袁正，周锦程，
申请(专利权)人：无锡新洁能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32