[发明专利]电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件及其制备方法

说明书

本申请是关于一种电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件及其制备方法。该功率器件包括：衬底区、漂移区、绝缘层、屏蔽栅、控制栅、基体区、源区、源极、漏极以及电荷补偿层；漏极、衬底区、漂移区、基体区及源极依次设置；绝缘层包括：第一绝缘层和第二绝缘层；第一绝缘层和第二绝缘层分设于电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件的两侧，第二绝缘层与基体区的侧面相贴合，且第二绝缘层与漂移区的结合面上设有电荷补偿层；源区设置在基体区与源极的结合面上；电荷补偿层的掺杂类型与漂移区的掺杂类型相反。本申请提供的方案，能够在不增加功率器件版图设计的同时，实现有效调制电场、提高击穿电压的作用，还能起引导空穴电流和电子电流的作用。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件及其制备方法。

背景技术

与传统沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管相比，屏蔽栅沟槽型晶体管具有较高的沟道密度以及较好的电荷补偿效果，屏蔽栅结构能够有效地降低传输电容，从而使得屏蔽栅沟槽型晶体管能够拥有更低的比导通电阻，更小的导通和开关损耗，以及更高的工作频率，从而屏蔽栅沟槽型晶体管被广泛地应用于电源管理等重要领域。

相关技术中，为了在不牺牲器件耐压的前提下，进一步降低晶体管的漏源导通电阻，公开号为CN102148256B的专利文件公开了一种屏蔽栅沟槽场效应晶体管，其包括漏区、漂移区、介质层、分裂栅、栅电极、n+层、源电极、沟道区以及介质层；其中介质层的K值按一定规律分布，即K值按照从源极到漏极方向越来越小。通过用K值按照一定规律分布的介质层代替原来的侧氧结构，结合K值越大，调制能力越强，但是与之对应的纵向压降也越小的调制原理，使得漂移区内部的电场强度近似分布一致，从而保证耐压，降低漏源导通电阻。

但是，由于具有变化趋势的介质层的结构复杂，加工工艺难度大，而上述方案需要在晶体管上制备出K值按照一定规律分布的介质层，大幅增加了对于晶体管制备工艺的要求，从而导致晶体管制备过程中耗费时间和生产成本的增加。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件及其制备方法，能够在不增加功率器件版图设计的同时，实现有效调制电场、提高击穿电压的作用，还能起引导空穴电流和电子电流的作用。

本申请第一方面提供一种电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件，包括：

衬底区1、漂移区2、绝缘层3、屏蔽栅4、控制栅5、基体区6、源区7、源极8、漏极9以及电荷补偿层10；

所述漏极9设置在所述衬底区1的底部，所述漂移区2、所述基体区6及所述源极8依次设置在所述衬底区1上方；

所述绝缘层3包括：第一绝缘层31和第二绝缘层32；所述第一绝缘层31和所述第二绝缘层32分设于所述电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件的两侧，所述第一绝缘层31的一侧分别与所述基体区6和所述漂移区2相贴合，另一侧分别与所述屏蔽栅4和所述控制栅5相贴合；所述第二绝缘层31与所述基体区6的侧面相贴合，且所述第二绝缘层31与所述漂移区2的结合面上设有所述电荷补偿层10；

所述源区7设置在所述基体区6与所述源极8的结合面上，且一侧与所述第一绝缘层31相贴合；

所述衬底区1、所述源区7与所述漂移区2的掺杂类型一致，所述衬底区1和所述源区7的掺杂浓度均高于所述漂移区2；所述基体区6和所述电荷补偿层10的掺杂类型均与所述漂移区2的掺杂类型相反。

在一种实施方式中，所述电荷补偿型屏蔽栅沟槽功率器件，还包括：半导体区11；

所述半导体区11设置在所述基体区6和所述漂移区2的结合面上，所述半导体区11一侧与所述电荷补偿层10的侧面相贴合，另一侧与所述第一绝缘层31的侧面相贴合；

所述半导体区11与所述漂移区2的掺杂类型一致，且所述半导体区11的掺杂浓度高于所述漂移区2的掺杂浓度。