[发明专利]具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件及工艺方法

权利要求书

1.一种具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：包含如下的工艺步骤：

步骤一，提供一具有第二导电类型的半导体衬底，在所述半导体衬底上进行第二导电类型的离子注入形成漂移区，再在所述半导体衬底的表层进行第一导电类型的离子注入形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的体区；

步骤二，通过光刻及刻蚀在所述半导体衬底中刻蚀出沟槽，沉积介质层，并在所述沟槽中沉积多晶硅，回刻形成屏蔽栅；然后再次沉积介质层并在沟槽中填充多晶硅并回刻，形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的栅极；

步骤三，在所述半导体衬底的表层进行离子注入形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的源区；

步骤四，利用体区引出区的掩膜版进行离子注入，形成所述体区的体区引出区；然后再次利用体区引出区的掩膜版进行离子注入，形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的柱状薄层。

2.如权利要求1所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的步骤一中，半导体衬底为重掺杂的衬底，所述漂移区以及沟道区为轻掺杂区；所述的半导体衬底为硅衬底、锗硅衬底、砷化镓衬底。

3.如权利要求1所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的步骤二中，所述介质层为热氧化形成的氧化硅层；所述屏蔽栅形成于所述沟槽中的下部，屏蔽栅为浮空状态；再次填充多晶硅时，多晶硅将所述沟槽填充满后回刻，回刻终点位于所述半导体衬底表面，形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的栅极；在对栅极进行第二导电类型的重掺杂离子注入。

4.如权利要求1所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述步骤三中，在所述半导体衬底中，沟槽的两侧进行重掺杂的离子注入，形成所述屏蔽栅沟槽型功率器件的源区。

5.如权利要求1所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的步骤四中，体区引出区的离子注入为低能量的重掺杂离子注入，形成于所述半导体衬底的浅表层中；然后再次利用体区引出区的离子注入掩膜版进行悬浮型的柱状薄层的离子注入；所述悬浮型的柱状薄层是在漂移区中其底部与重掺杂的衬底之间存在一段距离，其顶端与所述的体区也间隔一段距离的悬浮状态，且柱状薄层与所述屏蔽栅的沟槽在深度上错开。

6.如权利要求5所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的柱状薄层的离子注入为分多次进行的高能量的离子注入，多次不同高能量的离子注入叠加在所述的体区引出区的正下方形成悬浮型的柱状薄层；所述的柱状薄层的离子注入类型与所述漂移区相反，且其浓度分布从上之下是呈渐变式分布，浓度逐渐降低；对N型器件其注入杂质为硼，对于P型器件其注入杂质为磷。

7.如权利要求5所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：悬浮型的所述的柱状薄层，增大了屏蔽栅沟槽与柱状薄层之间的漂移区的宽度，避免了屏蔽栅沟槽与柱状薄层之间的JFET效应，降低了器件的导通电阻。

8.如权利要求1所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的工艺步骤之后还包括后段工艺，沉积介质层、接触孔及正面金属层，形成正面引出，以及背面减薄及背面金属化，引出器件的漏极。

9.如权利要求1～8任一项所述的具有超级结的屏蔽栅沟槽型功率器件的工艺方法，其特征在于：所述的第一导电类型为P型，所述的第二导电类型为N型；当交换定义第一导电类型与第二导电类型时，形成的器件为相反类型。