高密度功率器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及高密度功率器件，在背面金属上设有第一导电类型衬底、第一导电类型外延层；有源区内，在第一类沟槽下段内设有屏蔽栅氧化层、屏蔽栅多晶硅与绝缘介质下层，在第一类沟槽上段侧壁设有栅氧化层、栅极导电多晶硅与绝缘介质上层；终端区内，在第二类沟槽内设有屏蔽栅氧化层、屏蔽栅多晶硅与绝缘介质上层；第一导电类型外延层的上部设有第二导电类型体区，在部分第二导电类型体区上部设第一导电类型源区；第一导电类型外延层上设正面金属，正面金属部分区域与第二导电类型体区接触，部分区域与第一导电类型源区接触。本发明专利技术通过原胞无接触孔工艺方法，缩小了单个器件原胞所需的面积，提高了单位面积器件产出数量，降低了加工成本。工成本。工成本。

【技术实现步骤摘要】
高密度功率器件及其制造方法


[0001]本专利技术属于功率半导体器件
，具体地说是一种高密度功率器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]现有功率器件在都是通过原胞开孔，将源极接出，由于孔的存在，制造工艺对孔加工能力也有一定的极限能力，导致原胞尺寸不能进一步缩小。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能缩小单个功率器件原胞所需要的面积、使得相同参数的功率器件面积进一步缩小并能提高单位面积功率器件产出数量、降低加工成本的高密度功率器件及其制造方法。
[0004]按照本专利技术提供的技术方案，所述高密度功率器件，在背面金属上设有第一导电类型衬底，在第一导电类型衬底上设有第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层上开设有位于有源区内的第一类沟槽以及位于终端区内的第二类沟槽；在有源区内，在第一类沟槽的下段侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层，在屏蔽栅氧化层内设有屏蔽栅多晶硅，在屏蔽栅多晶硅上设有绝缘介质下层，在第一类沟槽的上段侧壁设有栅氧化层，在栅氧化层内设有栅极导电多晶硅，在栅极导电多晶硅上设有绝缘介质上层；在终端区内，在第二类沟槽的侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层，在屏蔽栅氧化层内设有屏蔽栅多晶硅，在屏蔽栅多晶硅上设有绝缘介质上层；在对应相邻的两道第一类沟槽之间以及第一类沟槽与第二类沟槽之间的第一导电类型外延层的上部设有经第二导电类型杂质离子注入形成的第二导电类型体区，在部分第二导电类型体区的上部设有经第一导电类型杂质离子注入形成的第一导电类型源区；在第一导电类型外延层上设有正面金属，正面金属的部分区域与第二导电类型体区形成接触，部分区域与第一导电类型源区形成接触。
[0005]作为优选，所述栅氧化层的厚度小于屏蔽栅氧化层的厚度。
[0006]作为优选，对于N型器件，所述第一导电类型为N型导电，第二导电类型为P型导电；或者，对于P型器件，所述第一导电类型为P型导电，第二导电类型为N型导电。
[0007]一种高密度功率器件的制造方法包括以下步骤：步骤一、提供第一导电类型衬底并在第一导电类型衬底上做出第一导电类型外延层，然后在第一导电类型外延层上腐蚀出位于有源区内的第一类沟槽以及位于终端区内的第二类沟槽；步骤二、在第一类沟槽与第二类沟槽内均淀积氧化硅；步骤三、在第一类沟槽与第二类沟槽内均淀积多晶硅；步骤四、用CMP或者腐蚀的方法将氧化层表面的多晶硅去除；
步骤五、将光刻胶阻挡终端区部分，将第一类沟槽部分的多晶硅继续腐蚀一部分；步骤六、将第一类沟槽部分的氧化层继续腐蚀一部分，然后去掉光刻胶，形成位于第一类沟槽与第二类沟槽内的屏蔽栅氧化层以及位于屏蔽栅氧化层内的屏蔽栅多晶硅；步骤七、在第一导电类型外延层的表面淀积绝缘介质；步骤八、用CMP或者腐蚀的方法将第一导电类型外延层表面的绝缘介质去除；步骤九、将光刻胶阻挡终端区部分， 将有源区部分绝缘介质腐蚀一部分，屏蔽栅多晶硅顶部按需要保留一定厚度的绝缘介质，然后去掉光刻胶，形成处于有源区内的并位于屏蔽栅多晶硅上的绝缘介质下层以及处于终端区内的并位于屏蔽栅多晶硅上设有绝缘介质绝缘介质上层；步骤十、进行硅氧化，在绝缘介质下层上方的第一类沟槽的侧壁形成栅氧化层，同时在第一导电类型外延层的表面形成氧化硅；步骤十一、再次淀积多晶硅；步骤十二、用CMP或者腐蚀的方法将多余的多晶硅去除，只保留位于第一类沟槽内的多晶硅，形成栅极导电多晶硅；步骤十三、淀积绝缘介质；步骤十四、用CMP或者腐蚀的方法将绝缘介质去除，形成位于栅极导电多晶硅上方的绝缘介质上层；步骤十五、通过光刻胶阻挡，在第一导电类型外延层上注入第二导电类型杂质离子，形成第二导电类型体区；步骤十六、通过光刻胶阻挡，在部分第二导电类型体区注入第一导电类型杂质离子，形成位于第二导电类型体区上的第一导电类型源区；步骤十七、在第一导电类型外延层上形成正面金属，使正面金属的部分区域与第二导电类型体区形成接触，部分区域与第一导电类型源区形成接触；步骤十八、在第一导电类型衬底下形成背面金属。
[0008]本专利技术的制造方法取代原来通过开孔工艺来使正面金属与第一导电类型源区以及第二导电类型体区形成接触，本专利技术通过原胞无接触孔工艺方法，去掉了原胞中的孔，缩小了单个功率器件原胞所需要的面积，使得相同参数的功率器件面积进一步缩小，提高了单位面积功率器件产出数量，降低了加工成本。
附图说明
[0009]图1是经过本专利技术制造方法中步骤一处理后的结构示意图。
[0010]图2是经过本专利技术制造方法中步骤二处理后的结构示意图。
[0011]图3是经过本专利技术制造方法中步骤三处理后的结构示意图。
[0012]图4是经过本专利技术制造方法中步骤四处理后的结构示意图。
[0013]图5是经过本专利技术制造方法中步骤五处理后的结构示意图。
[0014]图6是经过本专利技术制造方法中步骤六处理后的结构示意图。
[0015]图7是经过本专利技术制造方法中步骤七处理后的结构示意图。
[0016]图8是经过本专利技术制造方法中步骤八处理后的结构示意图。
[0017]图9是经过本专利技术制造方法中步骤九处理后的结构示意图。
[0018]图10是经过本专利技术制造方法中步骤十处理后的结构示意图。
[0019]图11是经过本专利技术制造方法中步骤十一处理后的结构示意图。
[0020]图12是经过本专利技术制造方法中步骤十二处理后的结构示意图。
[0021]图13是经过本专利技术制造方法中步骤十三处理后的结构示意图。
[0022]图14是经过本专利技术制造方法中步骤十四处理后的结构示意图。
[0023]图15是经过本专利技术制造方法中步骤十五处理后的结构示意图。
[0024]图16是经过本专利技术制造方法中步骤十六处理后的结构示意图。
[0025]图17是经过本专利技术制造方法中步骤十七处理后的结构示意图。
[0026]图18是经过本专利技术制造方法中步骤十八处理后的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0028]一种高密度功率器件，在背面金属1上设有第一导电类型衬底2，在第一导电类型衬底2上设有第一导电类型外延层3，在第一导电类型外延层3上开设有位于有源区内的第一类沟槽41以及位于终端区内的第二类沟槽42；在有源区内，在第一类沟槽41的下段侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层5，在屏蔽栅氧化层5内设有屏蔽栅多晶硅6，在屏蔽栅多晶硅6上设有绝缘介质下层7，在第一类沟槽41的上段侧壁设有栅氧化层8，在栅氧化层8内设有栅极导电多晶硅9，在栅极导电多晶硅9上设有绝缘介质上层10；在终端区内，在第二类沟槽42的侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度功率器件，在背面金属（1）上设有第一导电类型衬底（2），在第一导电类型衬底（2）上设有第一导电类型外延层（3），在第一导电类型外延层（3）上开设有位于有源区内的第一类沟槽（41）以及位于终端区内的第二类沟槽（42）；其特征是：在有源区内，在第一类沟槽（41）的下段侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层（5），在屏蔽栅氧化层（5）内设有屏蔽栅多晶硅（6），在屏蔽栅多晶硅（6）上设有绝缘介质下层（7），在第一类沟槽（41）的上段侧壁设有栅氧化层（8），在栅氧化层（8）内设有栅极导电多晶硅（9），在栅极导电多晶硅（9）上设有绝缘介质上层（10）；在终端区内，在第二类沟槽（42）的侧壁以及底面上设有屏蔽栅氧化层（5），在屏蔽栅氧化层（5）内设有屏蔽栅多晶硅（6），在屏蔽栅多晶硅（6）上设有绝缘介质上层（10）；在对应相邻的两道第一类沟槽（41）之间以及第一类沟槽（41）与第二类沟槽（42）之间的第一导电类型外延层（3）的上部设有经第二导电类型杂质离子注入形成的第二导电类型体区（11），在部分第二导电类型体区（11）的上部设有经第一导电类型杂质离子注入形成的第一导电类型源区（12）；在第一导电类型外延层（3）上设有正面金属（13），正面金属（13）的部分区域与第二导电类型体区（11）形成接触，部分区域与第一导电类型源区（12）形成接触。2.根据权利要求1所述的高密度功率器件，其特征是：所述栅氧化层（8）的厚度小于屏蔽栅氧化层（5）的厚度。3.根据权利要求1所述的高密度功率器件，其特征是：对于N型器件，所述第一导电类型为N型导电，第二导电类型为P型导电；或者，对于P型器件，所述第一导电类型为P型导电，第二导电类型为N型导电。4.一种高密度功率器件的制造方法包括以下步骤：步骤一、提供第一导电类型衬底（2）并在第一导电类型衬底（2）上做出第一导电类型外延层（3），然后在第一导电类型外延层（3）上腐蚀出位于有源区内的第一类沟槽（41）以及位于终端区内的第二类沟槽（42）；步骤二、在第一类沟槽（41）与第二类沟槽（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇澄，宋利军，张子敏，
申请(专利权)人：无锡先瞳半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：