[发明专利]屏蔽栅功率器件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种屏蔽栅功率器件，导通区元胞包括：形成于第一N型外延层中的屏蔽栅沟槽，沟槽屏蔽栅电极形成于屏蔽栅沟槽中；在第一N型外延层的顶部的第二N型外延层中形成有栅极沟槽，栅极沟槽位于屏蔽栅沟槽的顶部且二者对准，沟槽栅电极形成于栅极沟槽中；沟道区由形成于第二N型外延层中的P阱组成，沟道区底部的第一或二N型外延层组成漂移区；各屏蔽栅沟槽和漂移区呈交替排列的结构，第一和二N型外延层为工艺上互相独立的结构，屏蔽栅沟槽和栅极沟槽为工艺上互相独立的结构，单独通过屏蔽栅沟槽工艺确定元胞的步进。本发明还公开了一种屏蔽栅功率器件的制造方法。本发明能缩小器件元胞的横向步进，降低工艺难度，改善器件的性能。

主权项

1.一种屏蔽栅功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供第一N型外延层，进行第一次光刻工艺定义出屏蔽栅沟槽形成区域，对所述屏蔽栅沟槽形成区域的所述第一N型外延层进行第一次刻蚀工艺形成屏蔽栅沟槽；各所述屏蔽栅沟槽位于屏蔽栅功率器件的导通区，所述导通区由多个元胞周期性排列组成，每一个所述元胞中形成有一个所述屏蔽栅沟槽；所述元胞的步进为所述屏蔽栅沟槽的宽度和间距的和，所述屏蔽栅沟槽的宽度和间距由所述第一次光刻工艺定义，所述屏蔽栅沟槽的深度由所述第一次刻蚀工艺确定，所述屏蔽栅沟槽的深度越深或所述元胞的步进越小，在所述屏蔽栅功率器件反向偏置时通过沟槽屏蔽栅电极对漂移区的横向耗尽能力越强、所述屏蔽栅功率器件的反向击穿电压越高、所述屏蔽栅功率器件的导通电阻越低；步骤二、在所述屏蔽栅沟槽的底部表面和侧面形成屏蔽介质膜；步骤三、在所述屏蔽栅沟槽中填充电极材料层并由填充于所述屏蔽栅沟槽中的电极材料层组成所述沟槽屏蔽栅电极；步骤四、在所述第一N型外延层的顶部形成第二N型外延层并在所述第二N型外延层中形成栅极沟槽；所述第二N型外延层的深度大于等于沟道区的深度；所述栅极沟槽位于所述屏蔽栅沟槽的顶部且所述栅极沟槽和所述屏蔽栅沟槽对准，所述栅极沟槽的宽度大于等于所述屏蔽栅沟槽的宽度，所述栅极沟槽穿过所述第二N型外延层将所述沟槽屏蔽栅电极露出；步骤五、在所述栅极沟槽底部表面形成栅极间隔离介质膜，在所述栅极沟槽的侧面形成栅介质膜；步骤六、在所述栅极沟槽中填充电极材料层并由填充于所述栅极沟槽中的电极材料层组成沟槽栅电极；步骤七、在所述第二N型外延层中形成P阱并由所述P阱组成沟道区，被所述沟槽栅电极侧面覆盖的所述沟道区的表面用于形成沟道；由所述沟道区底部的所述第一N型外延层或所述第二N型外延层组成所述漂移区；各所述元胞的所述屏蔽栅沟槽和相邻的所述屏蔽栅沟槽之间的所述漂移区呈交替排列的结构。