[发明专利]半导体功率器件的终端结构、半导体功率器件及其制作方法有效
申请号: | 201711299151.1 | 申请日: | 2017-12-08 |
公开(公告)号: | CN108063159B | 公开(公告)日: | 2020-09-18 |
发明(设计)人: | 不公告发明人 | 申请(专利权)人: | 上海芯龙半导体技术股份有限公司 |
主分类号: | H01L29/06 | 分类号: | H01L29/06;H01L21/336;H01L29/78 |
代理公司: | 北京艾皮专利代理有限公司 11777 | 代理人: | 冯铁惠 |
地址: | 200120 上海市浦东新区中国*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体 功率 器件 终端 结构 及其 制作方法 | ||
1.一种半导体功率器件的终端结构,其特征在于:所述终端结构包括N型衬底、形成于所述N型衬底上的第一层N型外延、形成于所述第一层N型外延表面的第一P型注入区、形成于所述第一层N型外延及所述第一P型注入区上的第二层N型外延、形成于所述第二层N型外延表面与所述第一P型注入区对应的第二P型注入区、形成于所述第二层N型外延层表面的第三P型注入区、贯穿所述第二P型注入区及其下方的第二层N型外延并延伸至所述第一P型注入区中的沟槽、形成于所述沟槽表面的P型扩散层、及形成所述P型扩散层表面且所述沟槽中的多晶硅,其中,所述第二P型注入区的深度大于所述第三P型注入区;
所述终端结构还包括形成于所述第二层N型外延上、所述第二及第三P型注入区上的氧化硅层,所述氧化硅层包括对应所述第二P型注入区的第一通孔、对应所述第三P型注入区的第二通孔、形成于所述第一及第二通孔孔壁的介质材料、形成于所述介质材料表面且位于所述第一通孔中并延伸至所述第一通孔上、所述介质材料及氧化硅层表面的多晶硅;
所述终端结构还包括形成于所述氧化硅层、介质材料及所述第一通孔上的多晶硅上的金属层,所述金属层还通过邻近所述第二P型注入区的一第三P型注入区对应的第二通孔连接所述第三P型注入区;所述第三P型注入区中,远离所述第二P型注入区的第三P型注入区对应的第二通孔中填充满所述介质材料。
2.如权利要求1所述的半导体功率器件的终端结构,其特征在于:所述第三P型注入区的数量为至少两个,所述至少两个第三P型注入区位于所述第一P型注入区的同一侧,所述至少两个第三P型注入区的深度沿着远离所述第二P型注入区的方向逐渐减小。
3.一种半导体功率器件,其包括有源区季位于所述有源区外围的终端结构,其特征在于:所述终端结构采用如权利要求1-2项任意一项所述的终端结构。
4.一种半导体功率器件的终端结构的制作方法,其包括如下步骤:
提供N型衬底,形成所述N型衬底上第一层N型外延,使用第一光刻胶作为掩膜在所述第一层N型外延表面形成第一P型注入区;
去除所述第一光刻胶,在所述第一层N型外延及所述第一P型注入区上依序形成第二层N型外延及氧化硅层;
在所述第二层N型外延上形成具有多个开口的第二光刻胶;
使用所述第二光刻胶作为掩膜刻蚀所述氧化硅层,形成贯穿所述氧化硅层的第一通孔及第二通孔,所述第一通孔的位置还正对所述第一P型注入区,所述第一通孔的宽度大于所述第二通孔的宽度;
利用所述第一及第二通孔对所述第二层N型外延进行P型离子注入从而在所述第二层N型外延表面形成对应所述第一通孔的第二P型注入区及对应所述第二通孔的第三P型注入区;
在所述第一通孔及第二通孔孔壁形成介质材料,其中所述第二通孔被填满所述介质材料;
利用所述第一通孔刻蚀所述第二P型注入区从而形成贯穿所述第二P型注入区及其下方的第二层N型外延并延伸至所述第一P型注入区中的沟槽;
进行P型扩散从而在所述沟槽表面形成P型扩散层;及
在所述P型扩散层表面的所述沟槽中形成多晶硅;
所述第二通孔和所述第三P型注入区的数量均为三个,所述三个通孔的宽度沿着远离所述第二P型注入区的方向逐渐减小,在所述第一及第二通孔孔壁形成介质材料的步骤包括:
在所述第一通孔及邻近所述第一通孔的两个第二通孔孔壁及下方的第二及第三P型注入区上、所述氧化硅层上形成介质材料及在远离所述第一通孔的一个第二通孔中填满介质材料;
去除所述第一通孔底部、邻近所述第一通孔的两个第二通孔底部、及所述氧化硅层上方的介质材料;
通过所述第一通孔及邻近所述第一通孔的两个第二通孔进行P型离子注入;
在所述第一通孔及邻近所述第一通孔的一个第二通孔孔壁的介质材料表面及下方的第二及第三P型注入区上、所述氧化硅层上继续形成介质材料及在位于中间的一个第二通孔中填满介质材料;
去除所述第一通孔、邻近所述第一通孔的一个第二通孔底部、及所述氧化硅层上方的介质材料;
通过所述第一通孔及邻近所述第一通孔的一个第二通孔进行P型离子注入;
在所述第一通孔中的介质材料表面、所述第一P型注入区表面、所述氧化硅层表面再次形成介质材料;及
去除所述第一通孔底部的部分介质材料及所述氧化硅层表面的介质材料。
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