[发明专利]一种深沟槽的功率半导体器件及其制作方法

权利要求书

1.一种深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，所述深沟槽的功率半导体器件包括：半导体基板被划分为有源区（01）和终端保护区（02），所述有源区（01）位于所述半导体基板的中心区，所述终端保护区（02）位于所述有源区（01）的外圈且环绕包围所述有源区（01），所述有源区（01）包括与漏极相连的漏极金属（1），在所述漏极金属（1）上设有第一导电类型硅衬底（2），第一导电类型硅衬底（2）上设有第一导电类型外延层（3），所述第一导电类型外延层（3）的上表面设有第二导电类型体区（10），在所述第二导电类型体区（10）内设有沟槽（4），所述沟槽（4）位于所述第二导电类型体区（10）的表面，且伸入所述第二导电类型体区（10）下方的第一导电类型外延层（3）内，所述沟槽（4）内的中心区填充有导电多晶硅（6）以及位于所述导电多晶硅（6）外圈的第一类绝缘介质体（5），所述终端保护区（02）包括与漏极相连的漏极金属（1），在所述漏极金属（1）上设有第一导电类型硅衬底（2），所述第一导电类型硅衬底（2）上设有第一导电类型外延层（3），所述终端保护区（02）内的第一导电类型外延层（3）的上表面设有第二导电类型第一阱区（15），所述第二导电类型第一阱区（15）内设有多个窄沟槽（17），在所述窄沟槽（17）下端设有第二导电类型第二阱区（14）。

2.根据权利要求1所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，位于所述终端保护区（02）内的且靠近所述有源区（01）的所述窄沟槽（17）的下端的所述第二导电类型第二阱区（14）与位于所述有源区（01）内的且靠近所述终端保护区（02）的沟槽（4）的下端接触。

3.根据权利要求2所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，所述第二导电类型第二阱区（14）和所述第二导电类型第一阱区（15）均是由第二导电类型杂质注入形成的，且所述第二导电类型杂质的注入剂量范围为10¹²~10¹⁵，注入能量范围为20keV~500keV。

4.根据权利要求1所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，所述窄沟槽（17）内填充有第三类绝缘介质体（16），所述窄沟槽（17）位于第二导电类型第一阱区（15）的表面，且伸入所述第二导电类型体区（10）下方的第一导电类型外延层（3）内。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，在所述导电多晶硅（6）上部的两侧设有内沟槽（7），所述内沟槽（7）内生长有栅氧化层（8），在所述生长有栅氧化层（8）的内沟槽（7）内填充有与栅极相连的栅极导电多晶硅（9）。

6.根据权利要求5所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，在所述第二导电类型体区（10）的表面设有两个第一导电类型源极区（11），所述第一导电类型源极区（11）与所述沟槽（4）的外壁相接触。

7.根据权利要求6所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，在所述第一导电类型外延层（3）的上方设有第二类绝缘介质体（12），在所述第二类绝缘介质体（12）的上方设有与源极相连的源极金属（13）。

8.根据权利要求7所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，所述源极金属（13）通过所述第二类绝缘介质体（12）上的通孔与所述第一导电类型源极区（11）和所述第二导电类型体区（10）欧姆接触。

9.根据权利要求1所述的深沟槽的功率半导体器件，其特征在于，功率半导体器件包括N型功率半导体器件和P型功率半导体器件，当所述功率半导体器件为所述N型功率半导体器件时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型，当所述功率半导体器件为所述P型半导体器件时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。

10.一种深沟槽的功率半导体器件的制作方法，其特征在于，所述深沟槽的功率半导体器件的制作方法包括：

提供第一导电类型衬底，在所述第一导电类型衬底上生长第一导电类型外延层，然后在第一导电类型外延层上选择性刻蚀出沟槽与窄沟槽；

淀积光刻胶，接着去除终端保护区内的光刻胶，然后选择性的在终端保护区内注入第二导电类型杂质；

去除第一导电类型外延层表面与沟槽内的光刻胶；

在器件表面形成第三类绝缘介质体，进行热退火形成第二导电类型第一阱区和第二导电类型第二阱区；

选择性刻蚀第三类绝缘介质体，将有源区内的第三类绝缘介质体全部刻蚀去除；

在沟槽底部与侧壁形成第一类绝缘介质体；

淀积导电多晶硅，然后刻蚀导电多晶硅形成导电多晶硅；

选择性刻蚀第一类绝缘介质体，形成内沟槽；

热生长形成栅氧化层；

淀积导电多晶硅，然后刻蚀导电多晶硅形成栅极导电多晶硅；

注入第二导电类型杂质，热退火形成第二导电类型体区，然后注入第一导电类型杂质，激活后形成第一导电类型源极区；

淀积绝缘介质体，形成第二类绝缘介质体，再选择性刻蚀第二类绝缘介质体，然后刻蚀硅材料，接着注入第二导电类型杂质，并激活，最后淀积金属，形成源极金属与漏极金属。