[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，导通区原胞的栅极结构包括：形成于沟槽中的屏蔽电极和沟槽栅电极，屏蔽电极和沟槽的底部表面和侧面之间的屏蔽介质膜的厚度在从沟槽的顶部到底部纵向上逐渐增加；在沿沟槽的宽度方向的剖面上，屏蔽电极的顶部呈上凸的弧形，在弧形底部呈顶角在底部的三角形结构或者呈下窄上宽的梯形结构；在器件反向偏置时，屏蔽电极对漂移区进行横向耗尽，从沟槽的顶部到底部方向上，屏蔽介质膜的厚度呈逐渐增加的结构使漂移区的电场强度分布的均匀性增加。本发明还公开了一种屏蔽栅功率器件的制造方法。本发明能提高器件的击穿电压，降低器件的比导通电阻，改善器件的性能，能提高器件的可靠性。

主权项

1.一种屏蔽栅功率器件，其特征在于：屏蔽栅功率器件的导通区由多个原胞周期性排列组成，各所述原胞的栅极结构包括：沟槽，形成于第一导电类型外延层中，所述第一导电类型外延层形成于第一导电类型半导体衬底表面；屏蔽电极，由形成于所述沟槽底部的电极材料层组成；所述屏蔽电极和所述沟槽的底部表面和侧面之间隔离有屏蔽介质膜，从所述沟槽的顶部到底部方向上，位于所述沟槽侧面的所述屏蔽介质膜的厚度呈逐渐增加；在沿所述沟槽的宽度方向的剖面上，所述屏蔽电极的顶部呈上凸的弧形，在所述弧形底部的所述屏蔽电极呈顶角在底部的三角形结构或者呈下底边比上底边短的梯形结构，所述弧形底部的所述屏蔽电极的侧面为倾斜平面沟槽栅电极，由形成于所述沟槽顶部的电极材料层组成；所述沟槽栅电极底部通过栅极间隔离介质膜和所述屏蔽电极隔离；所述沟槽栅电极和所述沟槽的侧面之间隔离有栅介质膜；所述屏蔽电极的顶部的上凸的弧形部分和两侧的所述沟槽栅电极纵向交叠，能减小所述沟槽的深度；沟道区由形成于所述第一导电类型外延层中的第二导电类型阱组成，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；所述沟道区底部的所述第一导电类型外延层组成漂移区；在所述屏蔽栅功率器件为反向偏置状态下，所述屏蔽电极对所述漂移区进行横向耗尽，从所述沟槽的顶部到底部方向上，所述屏蔽介质膜的厚度呈逐渐增加的结构使所述漂移区的电场强度分布的均匀性增加。