[发明专利]一种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：包括基板，所述基板正面设有外延层，背面设有漏极金属电极；

所述外延层上设有第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽、第四沟槽和第五沟槽，所述第二沟槽位于第一沟槽和第三沟槽之间，所述第三沟槽位于第二沟槽与第四沟槽之前，所述第四沟槽位于第三沟槽和第五沟槽之间；

所述第二沟槽和第四沟槽外周设有P-型井，内侧壁设有栅极氧化膜，内部填充有多晶态栅极；所述第四沟槽内的多晶态栅极从第四沟槽延伸至第四沟槽外并位于外延层上方；

所述第一沟槽、第三沟槽和第五沟槽的外周设有P+型区域和P型柱区域，所述P+型区域位于沟槽上部，所述P型柱区域位于沟槽下部；所述第一沟槽、第三沟槽和第五沟槽内侧壁设有掺杂质外延膜，内部填充有硅酸乙酯，形成TEOS膜；所述第一沟槽和第二沟槽之前形成N型柱区域；

所述外延层上方设有源极N+型结，所述外延层以及源极N+型结上方设有间层绝缘膜；所述间层绝缘膜上设有源极金属电极和栅极金属电极；所述源极金属电极穿过间隔绝缘膜和源极N+型结后与第一沟槽和第三沟槽内的TEOS膜接触；所述栅极电极穿过间层绝缘膜与第四沟槽内多晶态栅极接触。

2.一种半导体功率器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、形成第一级沟槽阶段；

在n+型基板上生长低掺杂浓度的n-型外延层，并在n-型外延层上生长掩蔽层，然后通过图形化定义出沟槽区域，并光刻出第一级沟槽；

在第一级沟槽内沉积硼硅玻璃薄膜，并进行定向蚀刻方式，将硼硅玻璃薄膜留在第一级沟槽的内侧上；

步骤2、形成P-型井阶段；

在步骤1的基础上，通过热处理在沟槽侧壁的硼硅玻璃薄膜，使硼掺杂质扩散形成P-型井；P-型井形成后再次蚀刻清除留在沟槽侧壁的硼硅玻璃薄膜，并对第一级沟槽向下蚀刻一定的深度，形成第二级沟槽；

步骤3、栅极氧化膜和多晶态栅极形成阶段；

在第二级沟槽内生长栅极氧化膜，然后进行蚀刻，把栅极氧化膜留在第二级沟槽的内侧上；

继续在第二级沟槽内生长掺杂磷或砷的多晶硅，图形化定义，形成多晶态栅极；

步骤4、P+型区域形成阶段；

在多晶态栅极的现有氧化层上，再生长一层氮化层；然后以图形化定义出P+型区域，干式蚀刻被定义出第三级沟槽，再离子注入硼掺杂质，进行热处理，使硼掺杂质扩散，形成P+型区域；

步骤5、P型柱区域形成阶段；

去除由高温工艺形成的氧化膜，并继续对第三级沟槽进一步蚀刻形成第四级沟槽；

在第四级沟槽侧壁上生长掺杂质外延膜，再生长一层硼硅玻璃；

最后，通过热处理过程将掺杂质扩散到第四级沟槽侧壁外，形成P型柱区域；两P型柱区域之间形成n型柱区域；

步骤6、TEOS膜形成阶段；

在上述步骤基础上，首先湿式蚀刻硼硅玻璃薄膜，然后应用低压化学沉积填充硅酸乙酯进入第四级沟槽区域内，形成TEOS膜；

接下来，用磷酸去除掩蔽氮化膜，再次重新干式生长氧化膜；

步骤7、源极N+型结形成阶段；

在上述步骤基础上，先图形化定义和光刻源极N+型结区域，再离子注入高浓度掺杂质砷后，去除光刻胶并进行热处理，形成源极N+型结；

步骤8、间层绝缘膜形成阶段；

生长TEOS氧化膜和硼硅玻璃薄膜氧化膜，再在上层生长HTO氧化膜形成间层绝缘膜，然后热处理；图形化定义金属电极的接触部分，湿式和干式蚀刻去除氧化膜后，去除光刻胶；

步骤9、金属电极形成阶段；

在上述图形化定义和蚀刻的操作后，通过金属布线将铝金属线沉积在正上表面，形成源极金属电极和栅极金属电极；

在N+型基板的背面进行金属布线，形成漏极金属电极。