[发明专利]基于超结自隔离的耗尽型增强型集成功率器件及制造方法

说明书

本发明提供一种基于超结自隔离的耗尽型增强型集成功率器件及其制造方法，其元胞结构包括第一掺杂类型衬底，第一掺杂类型衬底上设置有增强型超结MOSFET、耗尽型超结MOSFET和一个隔离结构，两种超结MOSFET器件共用漏极，隔离结构设置于增强型超结MOSFET和耗尽型超结MOSFET之间；本发明在传统的集成功率器件中引入介质岛与超结，介质岛可以作为掩模板通过自对准形成耗尽型沟道，在传统的耗尽型功率器件工艺流程的基础上节省一张版次，介质岛位于两个相邻的第二掺杂类型阱区之间的上表面位置，可以有效降低增强型超结MOSFET器件的栅电容，进一步改善增强型超结功率器件的开关特性。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种基于超结自隔离的耗尽型增强型集成功率器件及制造方法。

背景技术

功率器件是现代电力电子应用的核心器件，快速发展的电力电子技术要求功率器件具有较低的开关损耗与较高的阻断电压，但导通电阻与击穿电压及开关损耗之间的牵制作用限制了功率VDMOS器件的发展与应用。超结MOSFET具有开关速度快，导通电阻低，阻断电压高的特点，良好的符合了现代电力电子技术对功率器件的要求，超结功率器件包括了增强型和耗尽型，相较传统的功率器件，他们具有更低的功耗。因此超结功率器件在驱动电路及充电器等产品上得到广泛应用，但现有的功率器件在产品应用时多采用独立封装的超结功率器件，或者是集成的传统功率器件，这样，不仅占用面积大，漏电大，器件本身性能会相互影响；且制造工艺复杂，成本较高。此外，传统的耗尽型器件，其沟道多采用掩模板的方式形成，这种方式形成的耗尽型沟道器件结构通常由于工艺偏差，及器件结构本身问题会造成器件可靠性降低，沟道不易夹断。因此，并将其具有良好特性的增强型、耗尽型超结功率器件通过集成技术集成到一起，并能保证单个器件本身的特性不变，甚至进一步提高是功率器件市场的需求。

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于超结自隔离的介质岛耗尽型增强型集成功率器件，能有效的降低生产成本，提高功率器件性能，同时进一步提升功率器件应用电路中的集成度和小型化。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于超结自隔离的介质岛耗尽型增强型集成功率器件，能有效的降低生产成本，提高功率器件性能，同时进一步提升功率器件应用电路中的集成度和小型化。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种基于超结自隔离的耗尽型增强型集成功率器件，其元胞结构包括第一掺杂类型衬底，所述第一掺杂类型衬底上设置有增强型超结MOSFET、耗尽型超结MOSFET和一个隔离结构，两种超结MOSFET器件共用漏极，所述隔离结构设置于增强型超结MOSFET和耗尽型超结MOSFET之间，所述的第一掺杂类型衬底下方覆盖有漏极金属；

所述增强型超结MOSFET包括在第一掺杂类型衬底上交替设置的第二掺杂类型条和第一掺杂类型条，交替设置的第二掺杂类型条和第一掺杂类型条上方的两个第二掺杂类型阱区，所述第二掺杂类型阱中分别设置有相互连接的第一掺杂类型重掺杂源区和第二掺杂类型欧姆接触区；两个相邻第二掺杂类型阱区之间的一部分上表面上设置有介质岛，所述介质岛上表面设置有多晶硅栅，所述多晶硅栅上表面覆盖有介质层，所述介质层上表面覆盖有源极金属；

所述耗尽型超结MOSFET包括在第一掺杂类型衬底上交替设置的第二掺杂类型条和第一掺杂类型条，交替设置的第二掺杂类型条和第一掺杂类型条上方的两个第二掺杂类型阱区；所述第二掺杂类型阱区中分别设置有相互连接的第一掺杂类型重掺杂源区和第二掺杂类型欧姆接触区，所述第二掺杂类型阱区上设置有部分第一掺杂类型轻掺杂耗尽型沟道，所述第一掺杂类型轻掺杂耗尽型沟道连接第二掺杂类型阱区中的第一掺杂类型重掺杂源区与所述第一掺杂类型条，所述第二掺杂类型阱区上设置有多晶硅栅，所述多晶栅下方设置有栅氧化层，位于两个相邻第二掺杂类型阱区之间的一部分上表面上设置有介质岛，所述多晶硅栅上表面覆盖有介质层，所述介质层上覆盖有源极金属；