[发明专利]功率器件芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种功率器件芯片，其包括：

第一导电类型的衬底；

形成于所述衬底的上表面的第一导电类型的外延层；

其特征在于，所述功率器件芯片还包括：

开设在所述外延层中的沟槽，所述沟槽具有底部和侧壁，所述侧壁包括靠近所述底部的第一子侧壁和与所述第一子侧壁连接的第二子侧壁；

位于所述外延层内所述沟槽两侧的第二导电类型的体区，所述体区与所述第二子侧壁相连；

位于所述体区内的第一导电类型的源区；

填充在所述沟槽内的多晶硅栅；

位于所述多晶硅栅与所述外延层之间的栅介质层；

所述栅介质层包括：

形成于所述第一子侧壁和所述底部的表面的第一氧化硅层；

形成于所述第二子侧壁的表面的第一氮氧化硅层；

形成于所述第一氧化硅层和所述第一氮氧化硅层的表面的第二氮氧化硅层。

2.根据权利要求1所述的功率器件芯片，其特征在于，所述栅介质层还包括位于所述沟槽底部的所述外延层内的第二氧化硅层。

3.根据权利要求1所述的功率器件芯片，其特征在于，所述外延层及所述多晶硅栅的上表面形成有介质层，所述介质层内设置有多个贯穿所述介质层的接触孔。

4.根据权利要求3所述的功率器件芯片，其特征在于，所述介质层上形成有分别与所述源区连接的源极金属层和与所述多晶硅栅连接的栅极金属层，所述衬底的下表面形成有漏极金属层。

5.一种功率器件芯片的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：提供第一导电类型的衬底，所述衬底上表面生长有第一导电类型的外延层，所述外延层内形成有沟槽，所述沟槽具有底部和侧壁，所述侧壁包括靠近所述底部的第一子侧壁和与所述第一子侧壁连接的第二子侧壁；

S2：在所述沟槽的底部和侧壁的表面生长氧化硅层；

S3：在所述氧化硅层的表面生长第一多晶硅层；

S4：回刻蚀所述第一多晶硅层和所述氧化硅层以使所述第二子侧壁暴露，同时形成位于所述第一子侧壁和所述底部的表面的第一氧化硅层及位于所述第一氧化硅层的表面的第二多晶硅层；

S5：在所述第二子侧壁的表面和所述第二多晶硅层的表面生长氮氧化硅层，之后回刻蚀去除位于所述第二多晶硅层上表面的氮氧化硅层及所述第二多晶硅层，并形成位于所述第二子侧壁的表面的第一氮氧化硅层；

S6：在所述第一氧化硅层及所述第一氮氧化硅层的表面生长第三多晶硅层；

S7：通过在含氮和氧的气氛中进行高温热处理将所述第三多晶硅层转化成第二氮氧化硅层；

S8：在所述沟槽内形成多晶硅栅；

S9：在所述沟槽两侧的外延层内形成第二导电类型的体区，所述体区与所述第二子侧壁相连；

S10：在所述体区内形成第一导电类型的源区。

6.根据权利要求5所述的功率器件芯片的制造方法，其特征在于，S6还包括在形成所述第三多晶硅层前先通过氧离子注入在所述沟槽底部的所述外延层内形成氧离子注入层，并通过S7中所述高温热处理将所述氧离子注入层转化为第二氧化硅层。

7.根据权利要求5所述的功率器件芯片的制造方法，其特征在于，S5中通过在一氧化二氮气氛或者氨气与氧气的混合气氛中进行高温热处理在所述第二子侧壁的表面和所述第二多晶硅层的表面生长所述氮氧化硅层。

8.根据权利要求5所述的功率器件芯片的制造方法，其特征在于，S7中所述高温热处理是在一氧化二氮气氛或者氨气与氧气的混合气氛中进行。

9.根据权利要求5所述的功率器件芯片的制造方法，其特征在于，还包括S11：在所述外延层及所述多晶硅栅的上表面形成介质层，刻蚀所述介质层并形成多个贯穿所述介质层的接触孔，所述多个接触孔分别对应所述源区和所述多晶硅栅。

10.根据权利要求9所述的功率器件芯片的制造方法，其特征在于，还包括S12：在所述介质层上形成分别与所述源区连接的源极金属层和与所述多晶硅栅连接的栅极金属层，所述衬底的下表面形成漏极金属层。