[发明专利]功率半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种功率半导体装置，包括：

一对栅电极，分别设置在衬底中彼此间隔开的第一沟槽和第二沟槽中；

具有第一导电类型的本体区域，在所述衬底中设置在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间；

具有第一导电类型的一对浮置区域，在所述衬底中彼此间隔开并且分别包围所述第一沟槽和所述第二沟槽的底表面和至少一个侧表面；以及

具有第二导电类型的漂移区域，在所述衬底中从具有第一导电类型的所述一对浮置区域的下方延伸穿过具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间的区域而直至具有第一导电类型的所述本体区域，

其中，在所述漂移区域中，具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间的第二导电类型的掺杂浓度高于具有第一导电类型的所述一对浮置区域下方的第二导电类型的掺杂浓度，

所述功率半导体装置还包括在具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间并且在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的基极电流路径，其中，在所述漂移区域中，在与具有第一导电类型的所述一对浮置区域的底表面的区域对应的深度产生最大电场。

2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，

其中，具有第一导电类型的所述本体区域的最大掺杂深度小于所述第一沟槽和所述第二沟槽的深度，并且具有第一导电类型的浮置区域的最大掺杂深度大于所述第一沟槽和所述第二沟槽的深度。

3.根据权利要求2所述的功率半导体装置，

其中，在所述漂移区域中，在具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间的第二导电类型的掺杂浓度和在所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的第二导电类型的掺杂浓度大于具有第一导电类型的所述一对浮置区域下方的第二导电类型的掺杂浓度。

4.根据权利要求1所述的功率半导体装置，

其中，在从所述衬底的上表面穿过具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间的区域到所述衬底的下表面的电场的垂直分布中，最大电场所在的深度大于所述第一沟槽和所述第二沟槽的深度。

5.根据权利要求1所述的功率半导体装置，

其中，所述衬底包括晶片和在所述晶片上生长的外延层，并且其中，具有第一导电类型的浮置区域的下部包括所述晶片和所述外延层之间的边界面。

6.根据权利要求1所述的功率半导体装置，还包括：

一对源极区域，在所述衬底中彼此间隔开并设置为分别邻近所述第一沟槽和所述第二沟槽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率半导体装置，

其中，第二导电类型和第一导电类型具有相反的导电类型，并且分别是n型和p型中的一个。

8.一种用于制造功率半导体装置的方法，所述方法包括：

将具有第一导电类型的杂质注入晶片上的第一区域；

将具有第二导电类型的杂质注入所述晶片上的第二区域，具有第二导电类型的所述杂质的掺杂浓度高于在所述晶片中的具有第二导电类型的杂质的掺杂浓度；

在所述晶片上形成外延层；

在包括所述第一区域和所述第二区域之间的边界的区域中分别形成彼此间隔开的第一沟槽和第二沟槽，同时移除所述外延层的一部分；

通过使杂质扩散，形成具有第一导电类型的一对浮置区域以及具有第二导电类型的漂移区域的至少一部分，所述一对浮置区域彼此间隔开并且分别包围所述第一沟槽和所述第二沟槽的底表面和至少一个侧表面，并且所述漂移区域从具有第一导电类型的所述一对浮置区域的下方延伸到具有第一导电类型的所述一对浮置区域之间的区域；

通过将杂质注入所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的区域内，形成具有第一导电类型的本体区域和一对源极区域，所述一对源极区域彼此间隔开并且设置为在具有第一导电类型的所述本体区域中与所述第一沟槽和所述第二沟槽相邻；并且

通过用绝缘膜涂布所述第一沟槽和所述第二沟槽的内壁并用栅电极材料填充所述第一沟槽和所述第二沟槽来形成栅电极。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中，在基极电流路径中产生最大电场所在的位置是具有第一导电类型的浮置区域的下部，具有第一导电类型的浮置区域的下部包括所述晶片和所述外延层之间的边界面。