[发明专利]屏蔽栅功率器件及其制造方法

权利要求书

1.一种屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供第一N型外延层，进行第一次光刻工艺定义出屏蔽栅沟槽形成区域，对所述屏蔽栅沟槽形成区域的所述第一N型外延层进行第一次刻蚀工艺形成屏蔽栅沟槽；

各所述屏蔽栅沟槽位于屏蔽栅功率器件的导通区，所述导通区由多个元胞周期性排列组成，每一个所述元胞中形成有一个所述屏蔽栅沟槽；

所述元胞的步进为所述屏蔽栅沟槽的宽度和间距的和，所述屏蔽栅沟槽的宽度和间距由所述第一次光刻工艺定义，所述屏蔽栅沟槽的深度由所述第一次刻蚀工艺确定，所述屏蔽栅沟槽的深度越深或所述元胞的步进越小，在所述屏蔽栅功率器件反向偏置时通过沟槽屏蔽栅电极对漂移区的横向耗尽能力越强、所述屏蔽栅功率器件的反向击穿电压越高、所述屏蔽栅功率器件的导通电阻越低；

步骤二、在所述屏蔽栅沟槽的底部表面和侧面形成屏蔽介质膜；

步骤三、在所述屏蔽栅沟槽中填充电极材料层并由填充于所述屏蔽栅沟槽中的电极材料层组成所述沟槽屏蔽栅电极；

步骤四、在所述第一N型外延层的顶部形成第二N型外延层并在所述第二N型外延层中形成栅极沟槽；

所述第二N型外延层的深度大于等于沟道区的深度；所述栅极沟槽位于所述屏蔽栅沟槽的顶部且所述栅极沟槽和所述屏蔽栅沟槽对准，所述栅极沟槽的宽度大于等于所述屏蔽栅沟槽的宽度，所述栅极沟槽穿过所述第二N型外延层将所述沟槽屏蔽栅电极露出；

步骤五、在所述栅极沟槽底部表面形成栅极间隔离介质膜，在所述栅极沟槽的侧面形成栅介质膜；

步骤六、在所述栅极沟槽中填充电极材料层并由填充于所述栅极沟槽中的电极材料层组成沟槽栅电极；

步骤七、在所述第二N型外延层中形成P阱并由所述P阱组成沟道区，被所述沟槽栅电极侧面覆盖的所述沟道区的表面用于形成沟道；

由所述沟道区底部的所述第一N型外延层或所述第二N型外延层组成所述漂移区；各所述元胞的所述屏蔽栅沟槽和相邻的所述屏蔽栅沟槽之间的所述漂移区呈交替排列的结构。

2.如权利要求1所述的屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于：步骤四中形成所述栅极沟槽的步骤为：

形成所述第二N型外延层；

之后，进行第二次光刻工艺定义出所述栅极沟槽形成区域，对所述栅极沟槽形成区域的所述第二N型外延层进行第二次刻蚀工艺形成栅极沟槽。

3.如权利要求1所述的屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于：步骤四中形成所述栅极沟槽的步骤为：

在所述第一N型外延层表面形成第一介质膜，进行第三次光刻工艺定义出所述栅极沟槽形成区域，进行第三次刻蚀工艺将所述栅极沟槽形成区域外的所述第一介质膜去除形成第一介质膜图形，所述第一介质膜图形将需要形成所述栅极沟槽的区域覆盖；

进行各向异性外延生长在所述栅极沟槽形成区域外的所述第一N型外延层表面形成所述第二N型外延层；

去除所述第一介质膜在所述第二N型外延层中形成所述栅极沟槽。

4.如权利要求1所述的屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于：所述屏蔽栅功率器件还包括屏蔽电极连接区，所述屏蔽电极连接区位于所述导通区的外侧，所述屏蔽电极连接区中形成有屏蔽栅引出沟槽，所述屏蔽栅引出沟槽和所述屏蔽栅沟槽相连通，在所述屏蔽栅引出沟槽中填充有屏蔽栅引出电极层，所述屏蔽栅引出电极层和所述沟槽屏蔽栅电极接触并电连接；在所述屏蔽栅引出电极层顶部形成有接触孔，该接触孔顶部和正面金属层连接引出屏蔽栅金属电极。

5.如权利要求4所述的屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于：所述屏蔽电极连接区的形成工艺步骤包括：

在形成所述屏蔽栅沟槽的同时形成第一底部沟槽，所述第一底部沟槽的宽度大于等于所述屏蔽栅沟槽的宽度，所述第一底部沟槽的深度大于等于所述屏蔽栅沟槽的深度；

在形成所述栅极沟槽的同时形成第二顶部沟槽，所述第二顶部沟槽的宽度大于等于所述栅极沟槽的宽度，所述第二顶部沟槽的宽度大于等于所述第一底部沟槽的宽度；

所述屏蔽栅引出沟槽由所述第一底部沟槽和所述第二顶部沟槽叠加形成。