一种集成肖特基的功率器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种集成肖特基的功率器件，芯片表面设有五类沟槽，第一类沟槽互相平行且均匀分布，第二类沟槽环绕第一类沟槽设置，第一类沟槽的两端各有一条第二类垂直沟槽，第三类沟槽分布于第二类沟槽的外侧，与第一垂直沟槽垂直并且第三类沟槽的一端与第一垂直沟槽连通，互相平行且均匀分布的第四类沟槽分布于第二类沟槽的外侧并与第二垂直沟槽垂直，并且第四类沟槽的一端与第二垂直沟槽连通，第五类沟槽位于相邻的第四类沟槽之间，并且第五类沟槽的两端分别与相邻的两条第四类沟槽连通，相邻的第五类沟槽之间的外延层区域为肖特基接触区，源极金属通过第四类通孔与肖特基接触区内的外延层肖特基接触，能够加快反向恢复，降低能量损耗。降低能量损耗。降低能量损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种集成肖特基的功率器件


[0001]本技术涉及一种功率半导体结构，尤其是一种集成肖特基的功率器件。

技术介绍

[0002]屏蔽栅金属氧化物半导体场效应晶体管(简称SGT MOSFET)固有一个与其并联的寄生二极管，寄生二极管的阳极与MOSFET的源极相连，阴极与MOSFET的漏极相连，因此SGT MOSFET也用来续流。这种寄生二极管与普通二极管一样，由少子参与导电，因此有反向恢复时间，从而降低开关速度、增加开关损耗。肖特基二极管具有较低的正向二极管电压降等优势，通常与MOSFET器件并联，以改善器件开关动作的二极管恢复时间，可抑制器件运行时非开关部分的功率损耗。
[0003]但是肖特基二极管通常具有很高的反向偏置漏电流，对器件的性能产生不良的影响，同时，现有技术通常在SGT MOSFET芯片外设置独立的肖特基二极管芯片，将肖特基二极管芯片与SGT MOSFET芯片合封，这大大增加了芯片成本与封装成本。
[0004]为了降低芯片成本与封装成本，同时降低反向偏置漏电流，本技术提供了一种新的设计方案。

技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成肖特基的功率器件，包括第一导电类型衬底（1）及设置在其上方的第一导电类型外延层（2），在俯视角度上，所述第一导电类型外延层（2）表面设有五类沟槽，第一类沟槽（3）互相平行且均匀分布；所述第一类沟槽（3）的四周环绕设置有第二类沟槽（4），包括与所述第一类沟槽（3）平行的第二类平行沟槽（41）及与第一类沟槽（3）两端连通并垂直的第二类垂直沟槽（42），所述第二类垂直沟槽（42）设置在第一类沟槽（3）的两端，包括第一垂直沟槽（42A）与第二垂直沟槽（42B）；所述第二类沟槽（4）的外侧设置有与所述第一垂直沟槽（42A）一端连通并垂直的第三类沟槽（6），所述第三类沟槽（6）互相平行且均匀分布；所述第二类沟槽（4）的外侧设置有与所述第二垂直沟槽（42B）一端连通并垂直的第四类沟槽（7），所述第四类沟槽（7）互相平行且均匀分布；相邻所述第一类沟槽（3）之间的第一导电类型外延层（2）的表面设有第二导电类型体区（15），在所述第二导电类型体区（15）的表面设有第一导电类型源区（16），所述第一类沟槽（3）穿透第二导电类型体区（15）进入第一导电类型外延层（2）内，在所述第一类沟槽（3）的下半段设有第一类导电多晶硅（8），上半段设有第二类导电多晶硅（9），所述第一类导电多晶硅（8）与第二类导电多晶硅（9）通过第一类绝缘介质（12）绝缘，所述第一类导电多晶硅（8）通过场氧层（10）与第一导电类型外延层（2）绝缘，所述第二类导电多晶硅（9）通过栅氧层（11）与第一导电类型外延层（2）绝缘，在第一类沟槽（3）与第一导电类型源区（16）的上方设有第二类绝缘介质（14），在所述第二类绝缘介质（14）的上方设有源极金属（19），所述源极金属（19）通过第一类通孔（17）与第一导电类型源区（16）、第二导电类型体区（15）欧姆接触；第二类平行沟槽（41）与相邻的第一类沟槽（3）之间的第一导电类型外延层（2）的表面设有第二导电类型体区（15），所述第二类平行沟槽（41）穿透第二导电类型体区（15）进入第一导电类型外延层（2）内，在所述第二类平行沟槽（41）的下半段设有第一类导电多晶硅（8），上半段靠近内侧的位置设有第二类导电多晶硅（9），上半段靠近外侧的位置设有第三类绝缘介质（13），第一类导电多晶硅（8）与第二类导电多晶硅（9）通过第一类绝缘介质（12）绝缘，第一类导电多晶硅（8）通过场氧层（10）与第一导电类型外延层（2）绝缘，第二类导电多晶硅（9）通过栅氧层（11）与第一导电类型外延层（2）绝缘，在第二类平行沟槽（41）与第二导电类型体区（15）的上方设有第二类绝缘介质（14），在所述第二类绝缘介质（14）的上方设有源极金属（19），所述源极金属（19）通过第一类通孔（17）与第二导电类型体区（15）欧姆接触；所述第一垂直沟槽（42A）的下半段设有第一类导电多晶硅（8），上半段靠近内侧的位置设有第二类导电多晶硅（9），上半段靠近外侧的位置设有第三类绝缘介质（13），所述第一类导电多晶硅（8）通过场氧层（10）与第一导电类型外延层（2）绝缘，所述第二类导电多晶硅（9）通过栅氧层（11）与第一导电类型外延层（2）绝缘；第二垂直沟槽（42B）内填充满第一类导电多晶硅（8），所述第一类导电多晶硅（8）通过场氧层（10）与第一导电类型外延层（2）绝缘；第三类沟槽（6）的下半段设有第一类导电多晶硅（8），上半段的中间位置设有第二类导电多晶硅（9），第二类导电多晶硅（9）的两侧设有第三类绝缘介质（13），所述第一类导电多晶硅（8）通过场氧层（10）与第一导电类型外延层（2）绝缘；在第三类沟槽（6）与第一导电类型外延层（2）的上方设有第二类绝缘介质（14），在所述第二类绝缘介质（14）的上方设有栅极金属（20），所述栅极金属（20）通过第二类通孔（21）与第二类导电多晶硅（9）欧姆接触；第四类沟槽（7）内填充满第一类导电多晶硅（8），所述第一类导电多晶硅（8）通过场氧
层（10）与第一导电类...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱袁正，叶鹏，周锦程，刘晶晶，杨卓，
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：