[发明专利]在沟槽式功率器件中改善终端区低击穿电压的方法

摘要

本发明涉及一种用于功率转换的MOSFET半导体器件，旨在提供具有较好非钳位感性开关切换能力的沟槽式功率半导体器件，改善沟槽式功率半导体器件在终端区的低雪崩击穿能力并提供制备该器件的方法。分步刻蚀端接沟槽和有源沟槽，制备具有预期深度值的端接沟槽后屏蔽端接沟槽，再次实施刻蚀的步骤直至加深有源沟槽到预期的深度。 1

主权项

1.一种沟槽式功率半导体器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，包含底部衬底及位于底部衬底上方的外延层；

刻蚀外延层，形成有源区的具第一深度的有源沟槽，和形成终端区的具预期深度的端接沟槽，第一深度比端接沟槽的预期深度值小；

利用一掩膜覆盖在端接沟槽上但暴露出有源沟槽；

继续实施刻蚀的步骤以增加有源沟槽的深度，获得预期的具第二深度的有源沟槽；

其中第二深度与端接沟槽的预期深度之间的差值，比第一深度与端接沟槽的预期深度之间的差值要小。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀外延层的步骤中，先设置一个硬质掩膜层覆盖在半导体衬底之上并形成其中的开口；

用于刻蚀制备有源沟槽的开口的尺寸，比用于刻蚀制备端接沟槽的开口的尺寸要小，使端接沟槽比有源沟槽要宽，并籍由形成端接沟槽的刻蚀速率比形成有源沟槽的刻蚀速率快，使端接沟槽的预期深度比第一深度更深。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在有源沟槽、端接沟槽各自的底部及侧壁内衬绝缘层，并填充导电材料至有源沟槽、端接沟槽内；

回刻导电材料，仅保留有源沟槽、端接沟槽各自下部的导电材料；

填充绝缘材料至有源沟槽、端接沟槽各自的上部；

回刻有源沟槽内的绝缘材料，和回刻终端区端接沟槽内靠近有源区一侧的一部分绝缘材料，同时保留有源沟槽、端接沟槽各自下部的导电材料之上的一个绝缘隔离层；

在有源沟槽、端接沟槽各自上部裸露的侧壁上覆盖另一个绝缘层，并再次填充导电材料至有源沟槽、端接沟槽各自的上部。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：植入与半导体衬底导电类型相反的离子至外延层的顶部，形成一本体层至少围绕在有源沟槽上部的侧壁周围，和随后植入与半导体衬底导电类型相同的离子至本体层的顶部，形成一顶部掺杂层。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，填充绝缘材料至有源沟槽、端接沟槽各自的上部之后，端接沟槽的上部填充的绝缘材料靠近终端区的一部分被一个掩膜遮挡，但靠近有源区的另一部分从该掩膜中予以暴露，从而使端接沟槽上部填充的导电材料向有源区偏移。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降低端接沟槽的预期深度和有源沟槽最终具有的第二深度两者间的差异，使它们的差值接近于0，以抑制端接沟槽底部拐角处诱发的雪崩击穿。