[发明专利]具有低比导通电阻的槽型器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种具有低比导通电阻的槽型器件及制造方法，包括第一导电类型衬底，第一导电类型漂移区，第一导电类型源极接触区，第二导电类型阱区，第二导电类型源端接触区，源极金属接触，第一介质氧化层，第二介质氧化层，第三介质氧化层，第四介质氧化层，控制栅多晶硅电极、分离栅多晶硅电极；本发明充分发掘深槽结构的三维耗尽能力，提出在z方向具有深槽和浅槽交替分布的槽型器件结构，利用深槽对额外的第一导电类型漂移区进行耗尽，保持器件耐压的稳定，同时，额外的第一导电类型漂移区在开态时为器件提供了更多的导电通路，减小器件的比导通电阻。

技术领域

本发明属于功率半导体领域，主要提出了一种具有低比导通电阻的槽型器件及其制造方法。

背景技术

功率半导体器件由于具有输入阻抗高、损耗低、开关速度快、无二次击穿、安全工作区宽等特性，已被广泛应用于消费电子、计算机及外设、网络通信，电子专用设备与仪器仪表、汽车电子、LED显示屏以及电子照明等多个方面。其中槽型器件由于导通电阻小，版图面积小，引起了众多研究者的关注。通过将器件的沟道和漂移区从横向转移到纵向，缩小器件面积，同时增加器件的沟道密度，从而大大降低芯片的比导通电阻，使得其在功率系统中获得了广泛的应用。目前为了简化工艺流程，槽型器件的版图通常在有源区采用深度一致的槽型结构，未能充分挖掘器件在版图结构上的潜能。

发明内容

本发明在针对背景技术存在的缺陷，提出一种能够进一步降低槽型器件比导通电阻的结构及其制造方法。

常规的槽型器件如图1所示，器件在z上方向设计成具有相同深度的深槽结构，未能充分利用深槽结构的三维耗尽作用。本发明在常规的槽型器件的基础上，提出一种在z方向具有深槽和浅槽交替分布的槽型器件及其器件结构，充分利用槽型结构的三维耗尽能力，在保持耐压不变的情况下，增加导电通路，减小器件的比导通电阻。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

1、一种具有低比导通电阻的槽型器件，包括第一导电类型衬底152，第一导电类型漂移区111，第一导电类型源极接触区151，第二导电类型阱区122，第二导电类型源端接触区121，源极金属接触130，第一介质氧化层141，第二介质氧化层142，第三介质氧化层143，第四介质氧化层144，控制栅多晶硅电极131、分离栅多晶硅电极132；

第一导电类型漂移区111位于第一导电类型衬底152上方，第二导电类型阱区122位于第一导电类型漂移区111上方，第一导电类型源极接触区151位于第二导电类型阱区122上方，源极金属接触130将第二导电类型源端接触区121和第一导电类型源极接触区151短接；由第一介质氧化层141、第二介质氧化层142、第三介质氧化层143、第四介质氧化层144和控制栅多晶硅电极131、分离栅多晶硅电极132组成的槽型结构位于第一导电类型衬底152和第一导电类型漂移区111的两侧，其中第一介质氧化层141、第二介质氧化层142、第三介质氧化层143包围着控制栅多晶硅电极131，第三介质氧化层143、第四介质氧化层144包围着分离栅多晶硅电极132，第三介质氧化层143位于控制栅多晶硅电极131和分离栅多晶硅电极132的中间；所述槽型结构分为深槽结构170以及Z方向相邻深槽结构170之间的浅槽结构，二者在Z方向交替分布，Z方向为每一列槽型结构的延伸方向；深槽结构170与浅槽结构的区别在于：深槽结构170的第四介质氧化层144和分离栅多晶硅电极132的深度，分别大于浅槽结构的第四介质氧化层144和分离栅多晶硅电极132的深度。

作为优选方式，第一导电类型是N型，第二导电类型是P型；或者第一导电类型是P型，第二导电类型是N型。

作为优选方式，半导体是硅，或者是碳化硅、氮化镓。

本发明还提供一种所述具有低比导通电阻的槽型器件的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：根据第一导电类型衬底152外延第一导电类型漂移区111；