【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种平面栅极功率器件及其制造方法。
技术介绍
1、平面型金属氧化物半导体(mos)场效应管，在关态下，电压是由反向偏压的p型体区/n-外延结阻挡在装置的漏极与源极之间。在导通状态下，电流通过n型沟道在n+源极与n-外延之间传导。开关期间，栅下方的n-外延通过栅电容充电或放电。因此，开关速度大部分取决于栅-n-外延重叠区域。
2、现有技术中不同结构的器件均具有一定的缺陷，具体如下：
3、常规的平面栅器件的栅-n-外延重叠区域大，虽可以减小两个邻近p型体区距离而减小栅电容和栅极电荷qg。然而，如果彼此太靠近，那么会在位于两个邻近p型体区之间的n-外延的上部引起高电阻，会引发装置的高导通电阻。
4、一般分裂栅结构的器件相比与常规的平面栅器件，有更高开关速度。同时，邻近p型体区之间的空间未减小以维持大致相同的导通电阻。然而，在断开状态下，电场会集中在分裂栅-n-外延重叠区域边缘处，引起装置提前击穿。
5、具有额外虚拟栅的器件将额外虚拟栅连接到源极电极上。虚拟栅具有场板的功能，可以优化断开状态下栅电极边缘处电场。解决了提前击穿问题。但虚拟栅在分裂栅的侧壁处会产生额外电容，与一般分裂栅结构的器件开关速度相比，会引起开关速度的退化。
6、具有分裂栅以及半绝缘场板的平面功率mosfet，半绝缘场板在侧壁处连接到源极电极。该器件在断开状态下，半绝缘场板可以起到类似于虚拟栅的作用，还可以抑制栅电极附近的高电场并且因此防止提前击穿。但jfet区域的导通电阻依然很
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种平面栅极功率器件及其制造方法。
2、为解决上述技术问题，在第一方面，本专利技术提供了一种平面栅极功率器件的制造方法，包括：
3、提供第一导电类型的衬底，并在所述衬底的上侧制作外延层；
4、在所述外延层上经jfet注入和jfet推阱操作制作形成jfet区；
5、在所述外延层的上侧生长栅氧化层，并在所述栅氧化层的上侧沉积多晶硅；
6、对所述多晶硅注入第一导电类型的元素，并进行推阱操作，然后经刻蚀工艺形成多晶硅栅极；
7、对无多晶硅栅极和栅氧化层覆盖的外延层注入第二导电类型的元素，以形成体区；
8、在所述体区靠近多晶硅栅极的一侧注入第一导电类型的元素，并经推阱操作形成源区；
9、对所述多晶硅栅极的中部及其下侧的栅氧化层和外延层进行刻蚀操作，以形成分离沟槽，所述分离沟槽的下端设置在jfet区内；
10、在所述分离沟槽内以及所述多晶硅栅极和暴露的外延层上侧沉积介质层，并在所述介质层上刻蚀出连接孔；
11、对所述连接孔下侧的外延层内注入第二导电类型的元素，以形成深源区；
12、在所述介质层的上侧及连接孔内制作金属层，所述金属层经刻蚀形成源极金属和栅极金属。
13、进一步的，所述分离沟槽内的介质层中部设有间隙，以使所述源极金属填充至所述间隙内，所述间隙的下端设置在深入至jfet区内。
14、进一步的，所述介质层包括依次形成的填充氧化层和介质氧化层。
15、进一步的，所述填充氧化层与介质氧化层之间还设有氮化硅或氮氧化硅夹层。
16、进一步的，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。
17、在第二方面，本专利技术提供了一种平面栅极功率器件，包括第一导电类型的衬底，所述衬底的上侧设有外延层，所述外延层上经jfet注入和jfet推阱操作制作形成jfet区，所述外延层的上侧设有栅氧化层，所述栅氧化层的上侧设有第一导电类型的多晶硅栅极，所述外延层内设有第二导电类型的体区，所述体区靠近多晶硅栅极的一侧设有第一导电类型的源区，所述多晶硅栅极的中部及其下侧的栅氧化层和外延层经刻蚀形成分离沟槽，所述分离沟槽的下端设置在jfet区内，所述分离沟槽内以及所述多晶硅栅极和暴露的外延层上侧沉积有介质层，所述介质层上刻蚀形成连接孔，所述源区外侧的体区内设有第二导电类型的深源区，所述介质层的上侧及连接孔内制作金属层，所述金属层经刻蚀形成源极金属和栅极金属。
18、进一步的，所述分离沟槽内的介质层中部设有间隙，以使所述源极金属填充至所述间隙内，所述间隙的下端设置在深入至jfet区内。
19、进一步的，所述介质层包括依次形成的填充氧化层和介质氧化层。
20、进一步的，所述填充氧化层与介质氧化层之间还设有氮化硅或氮氧化硅夹层。
21、进一步的，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术通过刻蚀形成分离沟槽，分离沟槽的下端深入到jfet区内，介质层以及源极金属填入位于分离的多晶硅栅极之间，可以起到场板作用，并屏蔽栅极和漏极，优化jfet区和栅极边缘的氧化层厚度，避免该区域高电场集中，提高了耐压，降低了栅极电荷qg和栅极cgs，大大降低了导通电阻。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述分离沟槽内的介质层中部设有间隙，以使所述源极金属填充至所述间隙内，所述间隙的下端设置在深入至JFET区内。
3.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述介质层包括依次形成的填充氧化层和介质氧化层。
4.根据权利要求3所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述填充氧化层与介质氧化层之间还设有氮化硅或氮氧化硅夹层。
5.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。
6.一种平面栅极功率器件，其特征在于，包括第一导电类型的衬底，所述衬底的上侧设有外延层，所述外延层上经JFET注入和JFET推阱操作制作形成JFET区，所述外延层的上侧设有栅氧化层，所述栅氧化层的上侧设有第一导电类型的多晶硅栅极，所述外延层内设有第二导电类型的体区，所述体区靠近多晶硅栅极的一侧设有第一导电类型的源区，所述多晶硅栅极的中部及其下侧的栅
7.根据权利要求6所述的平面栅极功率器件，其特征在于，所述分离沟槽内的介质层中部设有间隙，以使所述源极金属填充至所述间隙内，所述间隙的下端设置在深入至JFET区内。
8.根据权利要求6所述的平面栅极功率器件，其特征在于，所述介质层包括依次形成的填充氧化层和介质氧化层。
9.根据权利要求8所述的平面栅极功率器件，其特征在于，所述填充氧化层与介质氧化层之间还设有氮化硅或氮氧化硅夹层。
10.根据权利要求6所述的平面栅极功率器件，其特征在于，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。
...【技术特征摘要】
1.一种平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述分离沟槽内的介质层中部设有间隙，以使所述源极金属填充至所述间隙内，所述间隙的下端设置在深入至jfet区内。
3.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述介质层包括依次形成的填充氧化层和介质氧化层。
4.根据权利要求3所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述填充氧化层与介质氧化层之间还设有氮化硅或氮氧化硅夹层。
5.根据权利要求1所述的平面栅极功率器件的制造方法，其特征在于，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。
6.一种平面栅极功率器件，其特征在于，包括第一导电类型的衬底，所述衬底的上侧设有外延层，所述外延层上经jfet注入和jfet推阱操作制作形成jfet区，所述外延层的上侧设有栅氧化层，所述栅氧化层的上侧设有第一导电类型的多晶硅栅极，所述外延层内设有第二导电类型的体区，...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴正，曹瑞彬，薛璐，
申请(专利权)人：南京华瑞微集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。