[发明专利]高可靠性功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种高可靠性功率器件，其特征是，包括：

衬底，呈第一导电类型，其中，在所述衬底正面的中心区制备有源区；

有源区，包括若干并联分布的元胞，其中，元胞采用沟槽结构，对任一元胞，所述元胞包括至少一个元胞沟槽，在每个元胞沟槽的两侧均制备第二导电类型基区以及基于ballast结构的源极接触孔连接结构，第二导电类型基区与元胞沟槽的外侧壁接触；

源极接触孔连接结构，包括与第二导电类型基区适配的第一导电类型源区、若干由第一导电类型源区间隔的接触孔以及与接触孔呈一一对应的第二导电类型接触区，其中，第二导电类型接触区位于第二导电类型基区内，在第二导电类型接触区与第一导电类型源区结合部相对应的接触孔侧壁设置第二导电类型接触补偿部；

源极金属填充于源极接触孔连接结构内的接触孔内后，利用源极金属与所填充接触孔内第二导电类型接触补偿部的欧姆接触，以补偿基于ballast结构中源极金属与第二导电类型接触区的欧姆接触面积。

2.根据权利要求1所述高可靠性功率器件，其特征是：所述元胞沟槽呈长条形；

基于ballast结构的源极接触孔连接结构中，第一导电类型源区包括第一导电类型接触区以及与所述第一导电类型接触区相互连接的第一导电类型分隔区，其中，

第一导电类型接触区与邻近元胞沟槽的外侧壁接触，且所述第一导电类型接触区沿元胞沟槽的长度分布；

第一导电类型分隔区位于第一导电类型接触区的外侧，利用第一导电类型分隔区分隔接触孔。

3.根据权利要求2所述高可靠性功率器件，其特征是：第二导电类型接触补偿部和第二导电类型接触区与第一导电类型分隔区结合部对应；

所述第二导电类型接触补偿部包括第二导电类型竖向补偿区或第二导电类型补偿台阶区，其中，

第二导电类型竖向补偿区位于第一导电类型分隔区的下方；

第二导电类型补偿台阶区包括若干补偿台阶，所述补偿台阶位于第一导电类型分隔区的外侧。

4.根据权利要求3所述高可靠性功率器件，其特征是：第二导电类型接触补偿部为第二导电类型竖向补偿区时，第二导电类型竖向补偿区与第二导电类型接触区为同一离子注入工艺步骤形成，其中，

在离子注入时，采用倾斜注入方式，以在第二导电类型接触区与第一导电类型分隔区结合部制备得到所需的第二导电类型竖向补偿区。

5.根据权利要求3所述高可靠性功率器件，其特征是：第二导电类型接触补偿部为第二导电类型补偿台阶区时，制备所需的补偿台阶，以在制备补偿台阶后，进行离子注入，以同时形成第二导电类型接触区以及所述第二导电类型补偿台阶区。

6.根据权利要求5所述高可靠性功率器件，其特征是：制备补偿台阶时，对形成第一导电类型分隔区的第一导电类型分隔区体以及形成绝缘介质层的绝缘介质层体，分别选择刻蚀绝缘介质层体，并利用刻蚀后的绝缘介质层体作为掩膜进行接触孔刻蚀，以在刻蚀后形成具有补偿台阶的接触孔；以及，

形成第一导电类型分隔区以及位于所述第一导电类型分隔区上方的绝缘介质层。

7.根据权利要求1至6任一项所述高可靠性功率器件，其特征是：对任一元胞沟槽，所述元胞沟槽贯穿第二导电类型基区，元胞沟槽的槽底位于第二导电类型基区的下方；

在元胞沟槽内填充栅极导电多晶硅，所述栅极导电多晶硅通过覆盖元胞沟槽内侧壁以及底壁的绝缘氧化层与元胞沟槽绝缘隔离，栅极导电多晶硅与源极金属绝缘隔离。

8.根据权利要求1至6任一项所述高可靠性功率器件，其特征是：在所述衬底的背面设置背面电极结构，利用所述背面电极结构与衬底的有源区配合，以使得功率器件为MOSFET型器件或IGBT型器件。