[发明专利]功率器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种功率器件包括衬底，形成在衬底上的第一外延层，自第一外延层的上表面向下形成沟槽，形成在沟槽的底部的第二外延层，贯穿第二外延层的凹槽，凹槽内填充第三外延层，形成在第三外延层及第二外延层的上表面的第四外延层，第三外延层的浓度大于第四外延层的浓度，位于第四外延层的两侧自第一外延层的上表面向下延伸形成体区，自第四外延层和体区的交界处向下延伸形成的源区，形成在第一外延层、体区及部分源区的上表面的氧化层，位于氧化层的上表面的多晶硅层，位于多晶硅层及部分源区的上表面的介质层，位于介质层、部分源区及第四外延层的上表面的金属层。本发明还提供功率器件的制备方法，增强了工作性能和单脉冲雪崩能量的能力。

技术领域

本发明属于半导体芯片制造工艺技术领域，尤其涉及功率器件及其制备方法。

背景技术

单脉冲雪崩能量(简称EAS)是平面型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS)器件的一个非常重要的参数，其为单次雪崩状态下平面型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件能够消耗的最大能量。在源极和漏极会产生较大电压尖峰的应用环境下，必须要考虑平面型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件的单脉冲雪崩能量。

平面型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管为功率器件中的一种，由于其本身在外延层-体区-源区之间存在一个寄生三极管，当器件关断时，源漏间的反向电流流经体区时，会产生压降。若产生的压降大于寄生三极管的开启电压，则此反向电流会因为寄生三极管的放大作用将寄生三极管导通，导致失控，使功率器件的单脉冲雪崩能量失效。为了防止上述功率器件失效，需要防止寄生三极管导通，现有技术主要通过多晶刻蚀窗口，或采用侧墙阻挡，做自对准深体区注入。深体区和环区同时注入驱入，由于深体区是在源区制作之后形成，因此不能驱入过深，否则会影响到源区和沟道，但较浅的深体区又不能有效提升该功率器件的单脉冲雪崩能量的能力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种降低体区电阻、增强工作性能的功率器件，来解决上述存在的技术问题，一方面，本发明采用以下技术方案来实现。

一种功率器件，其包括：

第一导电类型的衬底；

形成在所述衬底上的第一导电类型的第一外延层；

自所述第一外延层的上表面向下形成沟槽；

形成在所述沟槽的底部的第一导电类型的第二外延层；

贯穿所述第二外延层的凹槽，所述凹槽内填充有第二导电类型的第三外延层；

形成在所述第三外延层及所述第二外延层的上表面的第二导电类型的第四外延层，所述第三外延层的浓度大于所述第四外延层的浓度；

位于所述第四外延层的两侧自所述第一外延层的上表面向下延伸形成的第二导电类型的体区；

自所述第四外延层和所述体区的交界处向下延伸形成的第一导电类型的源区；

形成在所述第一外延层、所述体区及部分所述源区的上表面的氧化层；

位于所述氧化层的上表面的多晶硅层；

位于所述多晶硅层及部分所述源区的上表面的介质层；位于所述介质层、部分所述源区及所述第四外延层的上表面的金属层。

本发明提供一种功率器件的有益效果为：通过使所述第二外延层、所述第三外延层及所述第二外延层形成类似超结结构，在所述功率器件反偏时，所述超结结构可以防止所述体区与所述第一外延层的穿通现象发生，从而提高所述功率器件的工作性能。所述第三外延层的浓度大于所述第四外延层的浓度，所述第四外延层可以减小所述体区的面积，降低了所述体区的电阻，有效防止寄生三极管(第一外延层-体区-源区)导通，提升所述功率器件的单脉冲雪崩能量的能力，增强了所述功率器件的稳定性。