[发明专利]半导体功率器件及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710619937.0 申请日: 2017-07-26
公开(公告)号: CN109309121B 公开(公告)日: 2022-09-16
发明(设计)人: 朱辉;肖秀光;吴海平 申请(专利权)人: 比亚迪半导体股份有限公司
主分类号: H01L29/40 分类号: H01L29/40;H01L21/28
代理公司: 深圳众鼎专利商标代理事务所(普通合伙) 44325 代理人: 姚章国
地址: 518119 广东省*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 半导体 功率 器件 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种半导体功率器件,其特征在于,包括:

衬底;

阱区,所述阱区位于所述衬底中,且靠近所述衬底的上表面设置;

源区,所述源区位于所述阱区中,且靠近所述衬底的上表面设置;

栅极氧化层,所述栅极氧化层位于所述衬底的上表面,且覆盖所述阱区和所述源区上表面的一部分;

栅极,所述栅极位于所述栅极氧化层的上表面;

栅极保护层,所述栅极保护层位于所述栅极的上表面;

接触电极,所述接触电极位于所述栅极保护层的上表面,且贯穿所述栅极保护层、所述栅极和所述栅极氧化层,并与所述源区和所述阱区电连接;

侧墙,所述侧墙位于所述源区、所述栅极氧化层、所述栅极、所述栅极保护层和所述接触电极之间;

其中,所述侧墙包括:

第一侧墙,所述第一侧墙位于所述栅极氧化层上表面,且覆盖所述栅极和所述栅极保护层靠近所述接触电极的侧壁;

第二侧墙,所述第二侧墙位于所述源区上表面,且覆盖所述栅极氧化层和所述第一侧墙靠近所述接触电极的侧壁,并与源区和接触电极电连接;

其中,所述第一侧墙由绝缘材料形成,所述第二侧墙由导电材料形成;

所述第二侧墙与所述栅极保护层的刻蚀选择比不低于8:1;形成所述第一侧墙的材料包括氮化硅,形成所述第二侧墙的材料包括多晶硅,所述接触电极位于所述第二侧墙和衬底之间部分的深宽比为(9:125)~(156:105)。

2.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述第一侧墙的厚度为0.1~0.3微米,所述第二侧墙的厚度为0.4~0.6微米。

3.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,进一步包括重掺杂区,所述重掺杂区位于所述阱区内、靠近所述衬底的上表面设置且延伸至所述源区的下方。

4.根据权利要求1所述的半导体功率器件,其特征在于,所述栅极保护层的厚度为0.4~2.0微米。

5.一种制备半导体功率器件的方法,其特征在于,包括:

在衬底上表面依次形成栅极氧化层、栅极和栅极保护层;

对所述栅极和栅极保护层进行刻蚀,形成自对准孔;

通过所述自对准孔对所述衬底依次进行离子注入和高温退火,形成位于衬底内的阱区;

在所述自对准孔的周壁上形成第一侧墙,并对未被第一侧墙覆盖的所述栅极氧化层进行刻蚀;

在所述第一侧墙和所述栅极氧化层的周壁上形成第二侧墙;

形成源区,所述源区位于所述阱区中,且靠近所述衬底的上表面设置,并与所述第二侧墙电连接;

形成接触电极,所述接触电极位于所述栅极保护层的上表面,且贯穿所述栅极保护层、所述栅极和所述栅极氧化层,并与所述源区和所述阱区电连接;

其中,所述第一侧墙由绝缘材料形成,所述第二侧墙由导电材料形成。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第二侧墙与所述保护层的刻蚀选择比不低于8:1。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述栅极氧化层是通过热生长法形成的;

所述栅极、栅极保护层、所述第一侧墙和所述第二侧墙是通过化学气相沉积方法形成的;

所述源区是通过高温扩散方法形成的;

所述接触电极是通过溅射方法形成的。

8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,进一步包括形成重掺杂区的步骤,所述重掺杂区位于所述阱区内,靠近所述衬底的上表面设置且延伸至所述源区的下方。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述重掺杂区是通过以下步骤进行的:

通过所述自对准孔对所述阱区进行离子注入。

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