[发明专利]一种沟槽型功率器件及其制作方法

说明书

本发明提供了一种沟槽型功率器件及其制作方法。所述沟槽型功率器件的制作方法包括：在第一N型外延层表面制作氧化层，并在所述氧化层形成注入窗口；利用所述注入窗口进行P型注入，并在所述第一N型外延层形成P型埋层；在所述第一N型外延层表面形成第二N型外延层，其中所述第二N型外延层覆盖所述P型埋层；对所述第二N型外延层进行刻蚀，并在所述P型埋层的内侧和外侧分别形成主结沟槽和场限环沟槽；对所述沟槽进行P型注入，并在所述沟槽侧壁形成P型注入区域，其中所述主结沟槽和所述场限环沟槽的侧壁的P型注入区域与所述第二N型外延层分别形成所述沟槽型功率器件的主结和场限环。

【技术领域】

本发明涉及半导体芯片制作技术领域，特别地，涉及一种沟槽型功率器件及其制作方法。

【背景技术】

沟槽型垂直双扩散场效应晶体管(VDMOS)的漏源两极分别在器件的两侧，使电流在器件内部垂直流通，其可以有效增加电流密度,改善额定电流，并且单位面积的导通电阻也较小，是一种用途非常广泛的功率器件。

超结金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的是利用复合缓冲层里面交替的N柱和P柱进行电荷补偿，使P区和N区相互耗尽,形成理想的平顶电场分布和均匀的电势分布，从而达到提高击穿电压并降低导通电阻的目的。如果超结MOSFET要达到理想的效果，其前提条件就是电荷平衡。因此，超结技术从诞生开始其制造工艺就是围绕如何制造电荷平衡的N柱和P柱进行的。目前常用的超结MOSFET使用的制造技术主要有以下几种：多次外延和注入技术、深槽刻蚀和填槽技术。

功率器件的最重要性能就是阻断高压，器件经过设计可以在PN结、金属-半导体接触界面吗、MOS界面的耗尽层上承受高压，随着外加电压的增大，耗尽层电场强度也会增大，最终超过材料极限出现雪崩击穿。在器件边缘耗尽区电场曲率增大，会导致电场强度比管芯内部大，在电压升高的过程中管芯边缘会早于管芯内部出现雪崩击穿，为了最大化器件的性能，需要在器件边缘设计分压结构，减少有源区(元胞区)边缘PN结的曲率，使耗尽层横向延伸，增强水平方向的耐压能力，使器件的边缘和内部同时发生击穿。截止环在分压结构和划片槽区域之间，分布在芯片的最外围，在高可靠性要求和模块封装的器件上是不可缺少的。

场限环技术是目前功率器件中最为普遍采用的分压结构之一。主结与场限环的间距、结深、环的宽度及环的个数都会影响到击穿电压的大小。如果间距选取的合适,使得主结与环结的电场强度同时达到临界击穿场强，则可以获得最高的击穿电压。一般情况下击穿电压随着环的个数的增加而增大,但并非线性增加。环的个数越多,占用芯片面积越大,设计时应考虑环个数与击穿电压大小。

目前超结器件常用的场限环结构的缺点是表面氧化层的界面电荷会对器件表面电势产生很大影响，影响分压效果，使击穿电压降低。同时P柱区域表面经过器件制造过程中多次热过程后离子浓度会降低，影响表面击穿强度，降低器件击穿电压，影响器件性能。

有鉴于此，有必要提供一种一种沟槽型功率器件及其制作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

【发明内容】

本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种沟槽型功率器件及其制作方法。

本发明提供的沟槽型功率器件的制作方法，包括：在第一N型外延层表面制作氧化层，并在所述氧化层形成注入窗口；利用所述注入窗口进行P型注入，并在所述第一N型外延层形成P型埋层；在所述第一N型外延层表面形成第二N型外延层，其中所述第二N型外延层覆盖所述P型埋层；对所述第二N型外延层进行刻蚀，并在所述P型埋层的内侧和外侧分别形成主结沟槽和场限环沟槽；对所述沟槽进行P型注入，并在所述沟槽侧壁形成P型注入区域，其中所述主结沟槽和所述场限环沟槽的侧壁的P型注入区域与所述第二N型外延层分别形成所述沟槽型功率器件的主结和场限环。