[发明专利]一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构

权利要求书

1.一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构包括以下部分：

(1)器件的源极金属垫层，漏极金属垫层和栅极金属垫层都在芯片的表面上；

(2)在源极金属垫层下是沟槽式场效应晶体管结构；

(3)至少有一漏极金属垫层，在它之下是LDMOS结构并有导电深沟槽把外延层表面的漏区连接至衬底；

(4)在栅极金属垫层下是LDMOS结构并有导电深沟槽把外延层表面的漏区连接至衬底，栅极金属垫层下的漏区电流是透过漏区金属插塞从栅极金属垫层外的漏极金属引进；

(5)在源极金属垫层，漏极金属垫层和栅极金属垫层上可有钝化层，钝化层中有开孔用来连接焊球或金属打线；

(6)完成前度工序后的硅片不用研磨背面，也不用在背面沉积多层金属。

2.根据权利要求1所述的一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构，其中，导电深沟槽可以由高掺杂的多晶硅形成，多晶硅掺杂浓度为R_S＝5Ω/□至100Ω/□(方阻)，导电深沟槽可以由金属插塞形成，金属插塞材料可以由钛层/氮化钛层和钨组成，沟槽深度从外延层表面至衬底方向算起深度范围为1um至5um；导电深沟槽也可以分为两部分，底部分深度3um至4.5um，由高掺杂的多晶硅形成，顶部分深度0.5um至2.0um，由金属插塞形成。

3.根据权利要求1所述的一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构，其中，在漏极金属垫层下的LDMOS的漏区是有P型区。

4.根据权利要求1所述的一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构，其中，在漏极金属垫层下的LDMOS的漏区是没有P型区，这需要一掩模步骤把LDMOS的漏区在注入P型掺杂剂之前覆盖住。

5.根据权利要求1所述的一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构，其中，至少有一栅极金属垫层，在它之下没有LDMOS结构晶体管单元。

6.根据权利要求1所述的一种芯片尺寸封装半导体功率器件的结构，其中，把完成前度工序的硅片研磨至小于250um厚，然后在背面沉积多层金属。

7.一种芯片尺寸封装半导体功率器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先将N型外延层置于N型高掺杂衬底上方，N型衬底的掺杂浓度高于1e19/cm³，N型外延层的掺杂浓度浓度范围是1e14/cm³至5e16/cm³，在漏区金属垫层处形成导电深沟槽把外延层表面的漏区连接至衬底；

(2)在源区金属垫层处利用栅极沟槽掩模在外延层上进行侵蚀而形成多个栅极沟槽并通过热生长的方式，在沟槽暴露着的侧壁和底部，和外延层的上表面形成一层薄的栅极氧化层，然后沉积N型高掺杂剂的多晶硅以填充沟槽并覆盖顶面；

(3)利用多晶硅掩模步骤在漏区金属垫层处形成LDMOS的多晶硅栅极，接着对硅片表面注入P型掺杂剂形成P型区，在漏区金属垫层下的LDMOS的漏区是有P型掺杂剂注入形成P型区；

(4)在最表面上积淀一层介质如氮化硅，然后对介质进行干蚀形成spacer32，接着对硅片表面注入N型掺杂剂形成N型轻掺杂漏区(LDD)区；

(5)在表面上积淀第一层层间介质，然后通过接触孔掩模步骤暴露出层间介质的一些部分，然后对暴露出的部分层间介质进行干蚀，直至暴露出外延层表面，接着对硅片表面注入N型掺杂剂形成N型源区，N型源区浓度高于1e19/cm³；

(6)然后通过蚀刻形成接触孔沟槽，接着对接触孔沟槽底部注入P型掺杂剂，剂量范围是1e14/cm³至5e15/cm³，并对接触孔沟槽进行金属插塞填充；

(7)之后在表面沉积第二层层间介质，通过层间介质掩模步骤，把漏区金属垫层处源区接触孔金属插塞与漏极金属隔离开来，同时也把栅极金属垫层下的源区接触孔金属插塞和漏区金属插塞与栅极金属垫层彼此隔离开来；

(8)接着在器件的表面沉积一层铝合金，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成源电极金属垫层，漏电极金属垫层和栅电极金属垫层；

(9)然后把完成前道工序的衬底10研磨其背面至小于250um厚，最后在硅片的背表面沉积多层金属层而形成背面电极。