[发明专利]沟槽栅功率器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种沟槽栅功率器件，包括器件单元区和终端区，终端区环绕在器件单元区的周侧，器件单元区中由多个器件单元并联而成；终端区的终端结构包括：终端沟槽，在终端沟槽中填充有终端介质层，终端沟槽依次穿过器件单元的沟道区、载流子存储层和漂移区，终端沟槽的深度要大于沟槽栅功率器件反偏时在漂移区中形成的耗尽区的深度；终端沟槽的区域也设置为沟槽栅功率器件的芯片划片区，终端沟槽的宽度在满足耐压所需要的要求值的同时满足大于采用光刻刻蚀进行芯片划片的要求值。本发明公开了一种沟槽栅功率器件的制造方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽栅功率器件，能大大缩小终端结构的宽度，从而缩小终端区的面积。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种沟槽栅功率器件；本发明还涉及一种沟槽栅功率器件的制造方法。

背景技术

半导体功率器件是电力电子系统进行能量控制和转换的基本电子元器件，电力电子技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域。以绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)为标志的半导体功率器件是当今电力电子领域器件的主流，其中，IGBT 器件是一种电压控制的MOSFET和双极型三极管(BJT)的复合型器件。

IGBT及MOSFET的栅极结构包括平面栅和沟槽(Trench)栅，所以现有IGBT及MOSFET的栅极结构都是通过平面栅或Trench栅工艺形成。沟槽栅功率器件如沟槽栅 IGBT或沟槽栅MOSFET中通常包括器件单元区和终端区，终端区环绕在所述器件单元 区的周侧；器件单元区通常也称为有源区(Active)，器件单元区并联有多个器件单 元，器件单元会在工作时会产生电流流动；终端区形成的终端结构用于承受终端电压 并用于形成对所述器件单元区中的器件单元的保护。随着器件的电压的增加，现有终 端结构的面积也需要大幅度的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽栅功率器件，能大大缩小终端结构的宽度，从而缩小终端区的面积。为此，本发明还提供一种沟槽栅功率器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的沟槽栅功率器件包括器件单元区和终端区，所述终端区环绕在所述器件单元区的周侧，所述器件单元区中由多个器件单元并联而 成；所述终端区的终端结构包括：

终端沟槽，在所述终端沟槽中填充有终端介质层，所述终端沟槽依次穿过所述器件单元的沟道区、载流子存储层和漂移区，所述终端沟槽的深度要大于所述沟槽栅功 率器件反偏时在所述漂移区中形成的耗尽区的深度。

所述终端沟槽的区域也设置为所述沟槽栅功率器件的芯片划片区，所述终端沟槽的宽度在满足耐压所需要的要求值的同时满足大于采用光刻刻蚀进行芯片划片的要 求值。

进一步的改进是，所述器件单元的正面结构包括：

形成于半导体衬底表面的第一外延层，所述第一外延层具有第一导电类型掺杂，漂移区由所述第一外延层组成，所述第一外延层的掺杂浓度根据所述漂移区的要求设 置。

形成于所述第一外延层表面的第二外延层，所述第二外延层具有第一导电类型掺杂，所述第二外延层的掺杂浓度大于所述第一外延层的掺杂浓度，所述第二外延层作 为所述沟槽栅功率器件的载流子存储层。

形成于所述第二外延层表面的第三外延层，所述第三外延层具有第二导电类型掺杂，所述第三外延层作为所述沟槽栅功率器件的沟道区。

所述载流子存储层和所述沟道区都采用外延层的工艺结构，能防止所述载流子存储层或所述沟道区采用注入加推阱形成的结构中的热过程对所述载流子存储层和所 述沟道区的掺杂浓度分布和厚度的影响，从而能使所述载流子存储层和所述沟道区都 具有杂质浓度分布和厚度都能精确控制的结构。