[发明专利]功率半导体器件和用于制造功率半导体器件的方法

说明书

公开了功率半导体器件和用于制造功率半导体器件的方法。该方法包括：在半导体衬底中形成沟槽；在沟槽中形成栅极绝缘膜和栅电极；将第一导电类型杂质注入至半导体衬底中，以形成第一导电类型基体区；将第二导电类型杂质注入至半导体衬底的表面上，以形成第二导电类型源极区；在沟槽中形成层间绝缘膜；将第一导电类型杂质注入至半导体衬底的表面上，以形成第一导电类型高掺杂基体接触区；暴露沟槽的侧表面的一部分；以及形成与沟槽的所暴露的侧表面接触的源极金属。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0011648号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文以用于所有目的。

技术领域

下面的描述涉及一种功率半导体器件，其中减少了回跳现象(snapbackphenomenon)和单元间距(cell pitch)。下面的描述还涉及一种用于制造这样的功率半导体器件的方法。

背景技术

随着移动设备的普及，与向移动设备供电的电池相关的技术变得越来越重要。近年来，根据向移动设备供电的目的，通常使用能够放电或充电的二次电池。因此，根据电池规范，应该在二次电池中设置电池保护电路，该电池保护电路被配置成管理电池的放电和充电所需的电压和电流。

因此，电池保护电路还可以执行例如运行时间预测的功能和其他类似的功能，以及控制电压和电流的充电和放电的功能。为了实现上述功能，可以通过串联或并联地连接一个或更多个电池单元来配置电池保护电路。

因为电池保护电路用作为用于使电流通过或阻挡的闸，根据是否正在进行二次电池的充电或放电，要求电池保护电路在被激活时具有相对低的电阻值以允许电流通过，并且要求其在未被激活时具有高的击穿电压性能以阻挡电流，从而即使在高操作电压下也防止击穿。

具有沟槽并且在这样的电池保护电路中采用的功率半导体器件被广泛地用作为构成电池保护电路的部件，原因在于以下优点：通过这样的高集成度可以实现低导通电阻(R_on)。然而，由于寄生负-正-负(NPN)晶体管的使用，在替选的功率半导体器件中可能会出现回跳现象。在这样的示例中，问题在于：这种回跳现象引发低于所设计的击穿电压(BV_dss)的击穿电压，导致替选的功率半导体器件的操作特性的劣化。

发明内容

本发明内容被提供以便以简化形式介绍一系列概念，所述概念在以下具体实施方式中进一步地描述。本发明内容并不意图标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个一般的方面中，一种用于制造功率半导体器件的方法包括：在半导体衬底中形成沟槽；在沟槽中形成栅极绝缘膜和栅电极；将第一导电类型杂质注入至半导体衬底中，以形成第一导电类型基体区；将第二导电类型杂质注入至半导体衬底的表面上，以形成第二导电类型源极区；在沟槽中形成层间绝缘膜；将第一导电类型杂质注入至半导体衬底的表面上，以形成第一导电类型高掺杂基体接触区；暴露沟槽的侧表面的一部分；以及形成与沟槽的所暴露的侧表面接触的源极金属。

暴露沟槽的侧表面的一部分可以包括：蚀刻层间绝缘膜的一部分，以同时暴露第二导电类型源极区和第一导电类型高掺杂基体接触区，并且层间绝缘膜可以仅设置在沟槽的内部处。

仅是第一导电类型高掺杂基体接触区可以通过台面区域的顶表面而暴露，该台面区域被限定在该沟槽与另一沟槽之间。

第一导电类型高掺杂基体接触区和第二导电类型源极区可以通过台面区域的顶表面而暴露，该台面区域被限定在沟槽与另一沟槽之间。

暴露的沟槽的侧表面的一部分可以包括：使用没有单独掩模的全面蚀刻来蚀刻层间绝缘膜的一部分。

第二导电类型源极区可以沿着沟槽的侧表面形成，并且与台面区域的顶表面间隔一定距离，该台面区域被限定在该沟槽与另一沟槽之间。