[发明专利]一种沟槽型半导体功率器件及其制造方法和终端保护结构

权利要求书

1.一种沟槽型半导体功率器件的终端保护结构，包括：半导体基板，半导体基板包括第一导电类型衬底及设置在第一导电类型衬底上的第一导电类型外延层，第一导电类型外延层的表面为第一主面，第一导电类型衬底的表面为第二主面；第一主面上覆盖有绝缘介质层，第一主面在位于中心区域的有源区的外围设置有终端保护区，所述的终端保护区内设置有至少一个分压环和位于分压环外围的至少一个截止环；其特征在于：

所述的分压环包括：设置在第一导电类型外延层顶部的第二导电类型分压深阱，第二导电类型分压深阱中浮置有至少一个环状的分压沟槽，分压沟槽的内壁上生长有绝缘栅氧化层，分压沟槽中设置有导电多晶硅；

所述的截止环包括：设置在第一导电类型外延层顶部的第二导电类型截止阱，截止阱的右侧顶部设置有第一导电注入层，该第一导电注入层中开设有用于安装截止环金属的截止环引出槽。

2.如权利要求1所述的沟槽型半导体功率器件的终端保护结构，其特征在于：所述分压沟槽的宽度在0.2-2微米之间。

3.如权利要求1或2所述的沟槽型半导体功率器件的终端保护结构，其特征在于：所述分压沟槽之间的间距在0.5-20微米之间。

4.一种沟槽型半导体功率器件，其特征在于，所述的沟槽型半导体功率器件包括权利要求1所述的沟槽型半导体功率器件终端保护结构，所述的第二主面上设置有漏极；

所述的有源区内设置有若干个相互连通的单胞沟槽，单胞沟槽内设置有导电多晶硅、并联成等电位；第一导电类型外延层的上部设置有第二导电类型层，位于有源区的第二导电类型层的上部设置有与单胞沟槽外壁接触的第一导电类型注入层；单胞沟槽的两侧设置有源极引出槽或若干个源极引出孔；所述有源区内覆盖有源极金属板，源极金属板从绝缘介质层表面通过源极引出槽或若干个源引出孔伸入到第二导电类型层；所述源极金属板形成所述半导体功率器件的源极；

所述的有源区与终端保护区之间设置有与单胞沟槽相连通的栅极引出槽，栅极引出槽的内壁上生长有绝缘栅氧化层，栅极引出槽内设置有与单胞沟槽内的导电多晶硅相连接的导电多晶硅，栅极引出槽的顶部设置有栅极金属板，栅极金属板从绝缘介质层表面伸入栅极引出槽内，与栅极引出槽内的导电多晶硅相连接，形成所述半导体功率器件的栅极。

5.如权利要求4所述的沟槽型半导体功率器件，其特征在于，所述的栅极引出槽与离栅极引出槽最近的分压沟槽之间的距离为0.5-20微米。

6.一种权利要求4所述的沟槽型半导体功率器件的制造方法，其步骤为：

1)在第一导电类型衬底上生长第一导电类型外延层，形成权利要求1所述的半导体基板；

2)在第一主面上选择性地注入第二导电类型离子，然后，使其扩散，形成第二导电类型层；

3)在第一主面上通过淀积或热生长形成积淀一层场氧化层；

4)选择性地掩蔽和刻蚀场氧化层，形成环绕半导体基板中心的场氧化层；

5)在第一主面上淀积硬掩膜层，光刻出硬掩膜刻蚀区域，并刻蚀硬掩膜层，形成用于沟槽刻蚀的硬掩膜；

6)刻蚀第一主面，形成单胞沟槽、分压沟槽和栅极引出槽；

7)在所述的单胞沟槽、分压沟槽和栅极引出槽内壁上生长绝缘氧化层；

8)去除所述半导体基板第一主面上的硬掩膜层以及单胞沟槽、分压沟槽和栅极引出槽各自内壁的绝缘氧化层；

9)在单胞沟槽、分压沟槽和栅极引出槽各自内壁上生长绝缘栅氧化层；

10)在第一主面上、单胞沟槽、分压沟槽和栅极引出槽内同时淀积导电多晶硅；

11)刻蚀导电多晶硅；去除第一主面上的导电多晶硅；

12)在第一主面上注入第二导电类型杂质离子，通过热处理形成第二导电类型层；

13)在第一主面的相应位置光刻出第一导电类型杂质的注入区域，并注入第一导电类型杂质离子，通过热处理形成第一导电类型注入层；

14)在第一主面上积淀绝缘介质层；

15)光刻引出孔区域，刻蚀绝缘介质层，在第一主面上形成引出孔；

16)在第一主面上及引出孔内淀积金属层，光刻出引线区域，刻蚀形成金属引线；

17)在第二主面上进行基板研磨并淀积金属，形成所述半导体功率器件的背面电极。

7.根据权利要求6所述的沟槽型半导体功率器件的制造方法，其特征在于：在所述的步骤15)中，在刻蚀绝缘介质层后，刻蚀引出孔区域的单晶硅，并注入第二导电类型杂质。