[发明专利]一种横向MOS型功率半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种横向MOS型功率半导体器件，其元胞结构包括：衬底、设置在衬底背面的衬底电极(16)和衬底正面的第一导电类型半导体漂移区(10)；第一导电类型半导体漂移区(10)顶层一侧设置有第一导电类型半导体漏区(9)；第一导电类型半导体漂移区(10)顶层另一侧设置有MOS结构，所述MOS结构包括第二导电类型半导体体区(7)、第一导电类型半导体源极区(6)、第二导电类型半导体接触区(8)、源电极(3)和沟槽栅结构；沟槽栅结构包括沟槽栅电极(1)以及设置在沟槽栅电极(1)侧面和底面的沟槽栅介质层(2)；第二导电类型半导体体区(7)设置在沟槽栅结构与第一导电类型半导体漏区(9)之间且紧邻沟槽栅结构设置；第二导电类型半导体体区(7)和其下方的第一导电类型半导体漂移区(10)通过沟槽栅介质层(2)与沟槽栅电极(1)相接触；第一导电类型半导体源极区(6)和第二导电类型半导体接触区(8)并排设置在第二导电类型半导体体区(7)的顶层，其中第一导电类型半导体源极区(6)通过侧面的沟槽栅介质层(2)与沟槽栅电极(1)相接触；其特征在于：

衬底与第一导电类型半导体漂移区(10)之间设置有第一导电类型半导体缓冲层(13)；第一导电类型半导体缓冲层(13)的下表面与衬底的上表面重合，第一导电类型半导体缓冲层(13)的上表面与第一导电类型半导体漂移区(10)的下表面重合；所述沟槽栅结构与第一导电类型半导体漏区(9)之间的第一导电类型半导体漂移区(10)中设置有深介质沟槽(4)；深介质沟槽(4)的侧面与第二导电类型半导体接触区(8)和第二导电类型半导体体区(7)相接触；所述第一导电类型半导体漂移区(10)中还设置有半绝缘多晶硅槽，所述半绝缘多晶硅槽包括半绝缘多晶硅(11)和设置在半绝缘多晶硅(11)侧面和底面的绝缘介质层(12)，所述半绝缘多晶硅槽沿深介质沟槽(4)横向延伸方向与第一导电类型半导体漂移区(10)相接，沟槽栅结构和深介质沟槽(4)将所述半绝缘多晶硅槽分隔为依次相互连接的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，沟槽栅结构位于所述第一部分上，深介质沟槽(4)位于所述第三部分上，其中半绝缘多晶硅槽的上表面与第一导电类型半导体漏区(9)的上表面平齐，其下表面与第一导电类型半导体漂移区(10)的下表面平齐，其后表面与沟槽栅结构的后表面平齐，所述半绝缘多晶硅槽的后表面为与半绝缘多晶硅槽和第一导电类型半导体漂移区(10)相接的表面相对的一面；半绝缘多晶硅(11)通过沟槽栅介质层(2)与沟槽栅电极(1)接触，半绝缘多晶硅槽的第二部分、第一导电类型半导体源极区(6)、第二导电类型半导体接触区(8)的上表面设置有源电极(3)；半绝缘多晶硅槽的第四部分和第一导电类型半导体漏区(9)的上表面设置有漏电极(5)。

2.根据权利要求1所述的一种横向MOS型功率半导体器件，其特征在于：将所述第一导电类型半导体漏区(9)替换为相互独立的第一导电类型半导体Buffer区和设置在第一导电类型半导体Buffer区上表面的第二导电类型半导体集电区；第一导电类型半导体Buffer区上表面的第二导电类型半导体集电区与深介质沟槽(4)接触；第二导电类型半导体集电区与上方的漏电极(5)接触，形成IGBT器件。

3.根据权利要求1或2所述的一种横向MOS型功率半导体器件，其特征在于：第一导电类型半导体漂移区(10)中还设置有第二导电类型半导体柱区(17)，第二导电类型半导体柱区(17)沿深介质沟槽(4)横向与第一导电类型半导体漂移区(10)相接且夹设在两侧第一导电类型半导体漂移区(10)之间，并且第二导电类型半导体柱区(17)与第一导电类型半导体漂移区(10)的上、下表面平齐。

4.根据权利要求1或2所述的一种横向MOS型功率半导体器件，其特征在于：所述深介质沟槽(4)的纵向深度等于或者大于第一导电类型半导体漂移区(10)的结深。

5.根据权利要求1或2所述的一种横向MOS型功率半导体器件，其特征在于：第一导电类型半导体漏区(9)下方的第一导电类型半导体漂移区(10)中和/或深介质沟槽(4)下方的第一导电类型半导体漂移区(10)中和/或第二导电类型半导体体区(7)下方的第一导电类型半导体漂移区(10)中设置有紧贴深介质沟槽(4)壁面的缓冲层。