【技术实现步骤摘要】
低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件及其制备方法
本专利技术涉及一种沟槽型功率半导体器件及其制备方法，尤其是一种低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件及其制备方法。
技术介绍
随着半导体集成电路的不断发展，芯片尺寸不断缩小，工作电压也越来越小，因此，对电源管理的要求越来越高，尤其是低压直流-直流降压转换的效率。高效率小体积开关模式的电源运用普及，在PC、笔记本电脑领域，同时电动车、油电混合车(新能源车)、快速充电、无线充电等领域应用也正在快速兴起。几乎所有的这些领域使用的电源，都会用到功率MOSFET，而沟槽功率MOSFET器件则是这个大家庭的重要成员之一。沟槽功率MOSFET器件能够在节省器件面积的同时也能得到较低的导通电阻，因而具备较低的导通损耗。但是随着器件元胞密度的逐渐增加，沟道面积的增加，从而导致栅极电荷增大，从而影响器件的高频特性及开关损耗。众所周知，功率MOSFET产品在应用中，器件本身的功率损耗由导通损耗及开关损耗两部分组成，而在高频的工作环境中，功率损耗主要为开关损耗，开关损耗主要由器件栅氧电荷Qg决定。栅氧...
【技术保护点】
1.一种低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，在所述半导体器件的俯视平面上，包括位于半导体基板的有源区以及位于所述有源区外圈的终端保护区；在所述半导体器件的截面上，半导体基板具有第一主面以及与所述第一主面相对应的第二主面，在所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型衬底以及邻接所述第一导电类型衬底的第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层内的上部设置第二导电类型阱层；有源区内包括若干有源元胞，所述有源元胞采用沟槽结构；其特征是：/n有源元胞包括元胞沟槽，所述元胞沟槽位于第二导电类型阱层内，且元胞沟槽的槽底位于所述第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层内；在元胞沟槽内设置沟槽栅结...
【技术特征摘要】
1.一种低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，在所述半导体器件的俯视平面上，包括位于半导体基板的有源区以及位于所述有源区外圈的终端保护区；在所述半导体器件的截面上，半导体基板具有第一主面以及与所述第一主面相对应的第二主面，在所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型衬底以及邻接所述第一导电类型衬底的第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层内的上部设置第二导电类型阱层；有源区内包括若干有源元胞，所述有源元胞采用沟槽结构；其特征是：
有源元胞包括元胞沟槽，所述元胞沟槽位于第二导电类型阱层内，且元胞沟槽的槽底位于所述第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层内；在元胞沟槽内设置沟槽栅结构，所述沟槽栅结构包括沟槽栅绝缘氧化层以及填充在所述元胞沟槽内的栅极导电多晶硅，栅极导电多晶硅通过沟槽栅绝缘氧化层与所在元胞沟槽的侧壁与底壁绝缘隔离；
所述沟槽栅绝缘氧化层包括位于底部绝缘栅氧化层以及与所述底部绝缘栅氧化层连接的上部绝缘栅氧化层，底部绝缘栅氧化层覆盖所在元胞沟槽的底壁，上部绝缘栅氧化层覆盖元胞沟槽其余的侧壁；所述底部绝缘栅氧化层的上端部位于第二导电类型阱层的下方，底部绝缘栅氧化层的厚度大于上部绝缘栅氧化层的厚度。
2.根据权利要求1所述的低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，其特征是：在元胞沟槽的槽口设置绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在元胞沟槽的槽口并支撑在第一主面上，在绝缘介质层上设置源极金属层，所述源极金属层与第二导电类型阱层以及位于所述第二导电类型阱层内的第一导电类型源区欧姆接触；在第二导电类型阱层内，第一导电类型源区与元胞沟槽外上方的侧壁接触。
3.根据权利要求1或2所述的低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，其特征是：上部绝缘栅氧化层与底部绝缘栅氧化层为同一工艺步骤形成，通过炉管的热氧化工艺制备上部绝缘栅氧化层时，通过元胞沟槽槽底的非晶化区能形成所述底部绝缘栅氧化层，所述底部绝缘栅氧化层的厚度为上部绝缘栅氧化层厚度的1.4倍。
4.根据权利要求3所述的低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，其特征是：非晶化区通过向元胞沟槽槽底的位置注入高浓度的氢离子形成，所述注入氢离子的浓度为4e16；非晶化区的高度为上部绝缘栅氧化层厚度的1.4倍。
5.根据权利要求1或2所述的低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件，其特征是：在半导体基板的第二主面上设置漏极金属层，所述漏极金属层与第一导电类型衬底欧姆接触。
6.一种低栅漏电荷的沟槽型功率半导体器件的制备方法，其特征是，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1、提供具有两个相对主面的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡盖，夏华秋，夏华忠，黄传伟，李健，诸建周，
申请(专利权)人：江苏东海半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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