[发明专利]一种改进型终端结构的功率MOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率MOS器件及其制造方法，尤其是一种改进型终端结构的功率MOS器件及其制造方法，属于半导体器件的技术领域。

背景技术

沟槽功率MOS器件具有集成度高、导通电阻低、开关速度快、开关损耗小的特点，广泛应用于各类电源管理及开关转换。沟槽功率MOS器件通常由单胞区和终端保护区组成，终端保护区主要用于确保单胞区外围单胞不率先击穿和漏电流抑制结构。漏电流不但影响关断后的静态损耗，也影响器件的可靠性。因此设计合适的终端结构对沟槽功率MOS器件具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种改进型终端结构的功率MOS器件及其制造方法，其结构紧凑，能节省终端面积，能有效抑制源极漏极间的漏电流，提高截止效果。

按照本发明提供的技术方案，所述改进型终端结构的功率MOS器件，在所述功率MOS器件的俯视平面上，包括位于半导体基板中心区的元胞区及位于所述元胞区外圈的终端保护区，所述终端保护区环绕包围元胞区；在所述功率MOS器件的截面上，半导体基板具有相对应的第一主面与第二主面，所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型漏极区及位于所述第一导电类型漏极区上方的第一导电类型外延层，第一导电类型外延层对应的表面形成第一主面，第一导电类型漏极区对应的表面形成第二主面；第一导电类型外延层内的上部设有第二导电类型阱层，所述第二导电类型阱层贯通元胞区及终端保护区；元胞区包括若干并联设置的元胞；其创新在于： 

所述终端保护区有且仅有截止环，所述截止环采用沟槽结构；所述截止沟槽位于第二导电类型阱层内，深度伸入第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层内；截止沟槽内壁表面生长有绝缘栅氧化层，在所述生长有绝缘栅氧化层的截止沟槽内填充有导电多晶硅；截止沟槽内的上部设有第二欧姆接触孔，截止沟槽的外侧设有第一欧姆接触孔；终端保护区对应设置第一欧姆接触孔及第二欧姆接触孔外的区域均覆盖有绝缘介质层，第一欧姆接触孔及第二欧姆接触孔内均填充有第二金属层，第二金属层覆盖于相应的绝缘介质层上，且所述第二金属层将截止沟槽外侧的第二导电类型阱层与截止沟槽内的导电多晶硅连接成等电位。

在所述功率MOS器件的截面上，所述终端保护区内对应截止沟槽外侧的第二导电类型阱层内设有第一导电类型注入区，第一导电类型注入区从第一主面向下延伸并位于第二导电类型阱层内的上部；第二金属层与第一导电类型注入区欧姆接触。

在所述功率MOS器件的截面上，元胞区采用沟槽结构，所述元胞沟槽位于第二导电类型阱层，深度伸入第二导电类型阱层下方的第一导电类型外延层内；元胞沟槽内壁表面生长有绝缘栅氧化层，所述元胞沟槽内淀积有导电多晶硅，元胞沟槽的槽口由绝缘介质层覆盖；相邻元胞沟槽间相对应的外壁上方设有第一导电类型源极区，元胞区内的元胞通过元胞沟槽内的导电多晶硅并联成整体；相邻元胞沟槽间的侧上方均设置第三欧姆接触孔，所述第三欧姆接触孔从绝缘介质层表面向下延伸；元胞沟槽上方设置第一金属层，所述第一金属层填充在第三欧姆接触孔内，且第一金属层与元胞沟槽间的第一导电类型有源区及第二导电类型阱层欧姆接触。

所述第一导电类型外延层包括第一导电类型第一外延层及第一导电类型第二外延层，第一导电类型第一外延层位于第一导电类型第二外延层与第一导电类型漏极区间，且第一导电类型第一外延层邻近第一导电类型漏极区及第一导电类型第二外延层；第二导电类型阱层位于第一导电类型第二外延层内的上部；元胞沟槽的深度伸入第一导电类型第二外延层或第一导电类型第一外延层内。

所述第一金属层与第二金属层为同一制造层。

一种改进型终端结构的功率MOS器件制造方法，所述功率MOS器件的制造方法包括如下步骤：

a、提供具有两个相对主面的半导体基板，所述半导体基板包括第一导电类型漏极区及位于所述第一导电类型漏极区上方的第一导电类型第一外延层及第一导电类型第二外延层，所述第一导电类型第二外延层的表面形成半导体基板的第一主面，第一导电类型漏极区的表面形成半导体基板的第二主面；

b、在上述半导体基板的第一主面上淀积硬掩膜层，制作光刻胶并选择性地掩蔽和刻蚀硬掩膜层，在半导体基板的第一主面上形成沟槽刻蚀的硬掩膜窗口；

c、利用上述硬掩膜窗口，在第一主面上通过干法刻蚀半导体基板，在半导体基板内形成沟槽，所述沟槽包括截止沟槽；

d、在上述半导体基板的第一主面上生长牺牲氧化层，所述牺牲氧化层覆盖于第一主面上，并覆盖于截止沟槽的侧壁及底部表面；