[发明专利]一种栅极电阻可调型超结功率器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种栅极电阻可调的超结型功率器件及其制造方法，涉及功率器件半导体制造领域，包括如下步骤：A、超结型功率器件元胞结构的制备；B、接触通孔的制备；C、金属导线层的制备；D、钝化层的制备。本发明通过设计可调节型栅极电阻结构实现该器件在应用中可基于应用需求在一定栅极电阻范围内对栅极电阻进行灵活的调整，进一步提高器件的应用范围。通过栅极电阻控制极分别对每个独立的栅极电阻进行开路控制以实现对栅极电阻的调整，避免了因不同的栅极电阻应用需求导致的栅极、接触通孔、金属导线层版图变更和重新制作掩模版，减少成本支出，提高器件的通用性。

技术领域

本发明涉及功率器件半导体制造领域，具体涉及一种栅极电阻可调型超结功率器件及 其制造方法。

背景技术

随着温室效应的问题日益突出，各国节能减排的需求日益增长，各方对于降低电子产 品的功耗提出的新的需求，因应这些降低功耗的需求在传统功率器件中引入超结结构，在 达到相同耐压前提下将导通电阻下降50％～65％，有效降低功耗，提高了系统产品的效率， 尤其在大功率的电源产品上，其优势表现得更为突出。

公开号为CN104952928A的中国发明专利公开了一种栅漏电容缓变的超结功率器件及 其制造方法，通过缩小MOS器件栅极与衬底的交叠面积来减小Cgd，该器件结构在晶圆产 出后电性能就固定不变。

公开号为CN104795445A的中国发明专利公开了一种低损耗的超结功率器件及其制备 方法；虽然降低栅极电阻可提高器件开关的速度降低开关损耗，但是只是驱动速度加快并 不一定能匹配电路设计要求，反而可能造成电路中不同器件之间的干扰，严重的导致整个 电路工作异常，故需按照电路设计要求选定相应栅极电阻的功率器件，而栅极电阻通常在 器件生产完成后就已经固定，不能在应用场景中基于电路调整需求而变化栅极电阻。

发明内容

为解决现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种栅极电阻可调型超结功率器件 及其制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种栅极电阻可调型超结功率器件的制造 方法，包括如下步骤：

A、超结型功率器件元胞结构和栅极电阻可调结构的制备；

B、接触通孔的制备；

C、金属导线层的制备；

D、钝化层的制备。

优选地，所述步骤A具体包括如下步骤：

步骤S1、在硅衬底上表面化学气相沉积一层本征外延层；通过离子注入在所述外延层 掺杂五价元素；

步骤S2、在所述本征外延层的上表面沉积掩膜，所述掩膜的成分为光刻胶或光刻胶与 其它绝缘体掩模组成的多层组合结构；

步骤S3、通过光刻工艺在掩膜上定义P型区图形；通过离子注入在所述外延层掺杂三 价元素；然后通过干蚀刻搭配湿法蚀刻去除掩膜；

步骤S4、重复步骤S1至S3至本征外延层的厚度为30um-70um；

步骤S5、通过热氧化方法对生长栅极氧化层，然后通过低压化学气象淀积原位掺杂的 栅极多晶硅；

步骤S6、在所述栅极多晶硅上面沉积掩膜，所述掩膜的成分为光刻胶或光刻胶与其它 绝缘体掩模组成的多层组合结构；通过光刻工艺在掩膜上定义栅极图形，然后通过干法蚀 刻形成栅极结构；然后通过干蚀刻搭配湿法蚀刻去除掩膜；

栅极图形定义元胞区金属氧化物场效应晶体管的栅极图形和栅极电阻可调结构的图 形，所述栅极电阻可调结构的可调范围为1-30欧姆，通过设计独立的1-10um线宽的栅极 电阻图形，平行串联到栅极回路中的2-5个独立栅极电阻来实现；

步骤S7、在外延层上表面通过离子注入五价元素杂质得到体区，然后通过热工艺对体 区的杂质进行激活；