一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件制造技术

本发明专利技术涉及一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件。本发明专利技术包括从下到上依次设置的第一导电类型硅衬底、第一导电类型外延层、第二导电类型体区、第一导电类型源区、绝缘介质层和源极金属，在所述绝缘介质层内设有深接触孔，所述深接触孔向下穿透绝缘介质层、第一导电类型源区、第二导电类型体区，进入第一导电类型外延层内，在所述深接触孔内从下到上依次设置绝缘填充物、第二导电类型多晶硅填充物与源极金属，所述源极金属分别和第一导电类型源区、第二导电类型体区与第二导电类型多晶硅填充物欧姆接触。本发明专利技术能够降低屏蔽栅功率器件的导通电阻。通电阻。通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体地说是一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件。

技术介绍

[0002]在中低压领域，屏蔽栅功率器件的导通电阻处于目前硅基功率器件中最好的水平，如图3所示，为传统的屏蔽栅功率器件的剖面结构示意图，以N型屏蔽栅功率器件为例，包括从下到上依次设置的N型硅衬底1、N型外延层2、P型体区3、N型源区4、绝缘介质层10和源极金属11，所述N型硅衬底1接漏极电位，所述源极金属11接源极电位，所述N型源区4内设有互相平行的深沟槽5，所述深沟槽5向下穿透N型源区4与P型体区3，进入N型外延层2内，所述深沟槽5内设有接源极电位的屏蔽栅多晶硅7与接栅极电位的栅极多晶硅8，所述栅极多晶硅8位于深沟槽5的顶部，与N型源区4、P型体区3与N型外延层2之间设有栅氧层9，所述屏蔽栅多晶硅7与N型外延层2之间设有场氧层6，在所述绝缘介质层10内设有接触孔15，所述接触孔15向下穿透绝缘介质层10与N型源区4，进入P型体区3内，所述源极金属11填充满接触孔15，和N型源区4与P型体区3欧姆接触。
[0003]如图4所示，虚线为沿着图3中的虚线BB
’
截得的传统屏蔽栅功率器件击穿时的电场分布图，位于深沟槽5中部的电场强度C明显低于靠近源极一侧与漏极一侧的电场强度，电场分布呈现两头高中间低的形貌，深沟槽5中部区域没有充分起到耐压的作用。在相同的击穿电压条件下，图4中的电场分布曲线从左至右的宽度越窄，代表器件的N型外延层2可以越薄，器件的导通电阻也可以越低。<br/>[0004]需要在传统屏蔽栅功率器件结构的基础上提出一种改进结构，能够使得深沟槽5中部区域能够充分起到耐压的作用，减小电场分布曲线从左至右的宽度，提高器件的耐压效率，降低导通电阻。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件，能够提高器件耐压效率并降低导通电阻。
[0006]按照本专利技术提供的技术方案，一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件，包括从下到上依次设置的第一导电类型硅衬底、第一导电类型外延层、第二导电类型体区、第一导电类型源区、绝缘介质层和源极金属，所述第一导电类型硅衬底接漏极电位，所述源极金属接源极电位，所述第一导电类型源区内设有互相平行的深沟槽，所述深沟槽向下穿透第一导电类型源区与第二导电类型体区，进入第一导电类型外延层内，所述深沟槽内设有接源极电位的屏蔽栅多晶硅与接栅极电位的栅极多晶硅，所述栅极多晶硅位于深沟槽的顶部，所述栅极多晶硅分别与第一导电类型源区、第二导电类型体区以及第一导电类型外延层之间设有栅氧层，所述屏蔽栅多晶硅与第一导电类型外延层之间设有场氧层；在所述绝缘介质层内设有深接触孔，所述深接触孔向下穿透绝缘介质层、第一导电类型源区、第二导电类型体区，并进入第一导电类型外延层内；
所述深接触孔内从下到上依次设置绝缘填充物与源极金属，所述源极金属分别和第一导电类型源区与第二导电类型体区欧姆接触。
[0007]在本专利技术的一种实施方式中，所述源极金属与绝缘填充物接触。
[0008]在本专利技术的一种实施方式中，所述源极金属与绝缘填充物之间设有第二导电类型多晶硅填充物。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，第二导电类型多晶硅填充物的上表面与源极金属接触，下表面与绝缘填充物接触。
[0010]所述绝缘填充物的下表面与上表面之间的距离范围为0.1微米至4微米。
[0011]所述第二导电类型多晶硅填充物的下表面与上表面之间的距离范围为0.1微米至4微米。
[0012]所述栅氧层、场氧层、绝缘介质层与绝缘填充物均由二氧化硅或氮化硅构成。
[0013]当所述屏蔽栅功率器件为N型器件时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，当所述屏蔽栅功率器件为P型器件时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
[0014]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件，相比于传统屏蔽栅功率器件，耐压效率更高，导通电阻更低；此外，本专利技术的绝缘填充物的植入不会增加器件的元胞尺寸。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例1的剖面结构示意图。
[0016]图2为本专利技术实施例2的剖面结构示意图。
[0017]图3为为传统屏蔽栅功率器件的剖面结构示意图。
[0018]图4为沿着图1中虚线AA
’
与图3中虚线BB
’
截得的屏蔽栅功率器件击穿时的电场分布图。
[0019]说明书附图标记说明：1、N型硅衬底；2、N型外延层；3、P型体区；4、N型源区；5、深沟槽；6、场氧层；7、屏蔽栅多晶硅；8、栅极多晶硅；9、栅氧层；10、绝缘介质层；11、源极金属；12、深接触孔；13、P型多晶硅填充物；14、绝缘填充物；15、接触孔。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]本专利技术中，N型指的是硅晶体中掺入例如磷等
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族元素杂质，使得自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体，P型指的是硅晶体中掺入例如硼等Ⅲ族元素杂质，使得空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。以下实施例均为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。
[0023]实施例1如图1所示，为本专利技术实施例1的剖面结构示意图，包括从下到上依次设置的N型硅
衬底1、N型外延层2、P型体区3、N型源区4、绝缘介质层10和源极金属11，所述N型硅衬底1接漏极电位，所述N型源区4内设有互相平行的深沟槽5，所述深沟槽5向下穿透N型源区4与P型体区3，进入N型外延层2内，本实施例中深沟槽的深度为5微米，所述深沟槽5内设有接源极电位的屏蔽栅多晶硅7与接栅极电位的栅极多晶硅8，所述栅极多晶硅8位于深沟槽5的顶部，分别与N型源区4、P型体区3以及N型外延层2之间设有栅氧层9，所述屏蔽栅多晶硅7与N型外延层2之间设有场氧层6；在所述绝缘介质层10内设有深接触孔12，所述深接触孔12向下穿透绝缘介质层10、N型源区4、P型体区3，并进入N型外延层2内，在所述深接触孔12内从下到上依次设置绝缘填充物14、P型多晶硅填充物13与源极金属11，所述源极金属11分别和N型源区4、P型体区3与P型多晶硅填充物13欧姆接触。
[0024]具体地，所述绝缘填充物14的下表面与上表面之间的距离为0.1微米至4微米，本实施例中为1微米。
[0025]具体地，所述P型多晶硅填充物13的下表面与上表面之间的距离为0.1微米至4微米，本实施例中为0.25微米，P型多晶硅填充物13的上表面与源极金属11接触，下表面与绝缘填充物14接触，在深接触孔12的深度固定的条件下，可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件，包括从下到上依次设置的第一导电类型硅衬底、第一导电类型外延层、第二导电类型体区、第一导电类型源区、绝缘介质层和源极金属，所述第一导电类型硅衬底接漏极电位，所述源极金属接源极电位，其特征在于，所述第一导电类型源区内设有互相平行的深沟槽，所述深沟槽向下穿透第一导电类型源区与第二导电类型体区，进入第一导电类型外延层内，所述深沟槽内设有接源极电位的屏蔽栅多晶硅与接栅极电位的栅极多晶硅，所述栅极多晶硅位于深沟槽的顶部，所述栅极多晶硅分别与第一导电类型源区、第二导电类型体区以及第一导电类型外延层之间设有栅氧层，所述屏蔽栅多晶硅与第一导电类型外延层之间设有场氧层；在所述绝缘介质层内设有深接触孔，所述深接触孔向下穿透绝缘介质层、第一导电类型源区、第二导电类型体区，并进入第一导电类型外延层内；所述深接触孔内从下到上依次设置绝缘填充物与源极金属，所述源极金属分别和第一导电类型源区与第二导电类型体区欧姆接触。2.如权利要求1所述的一种带有深接触孔的屏蔽栅功率器件，其特征在于，所述源极金属与绝缘填充物接触。3.如权利要...

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