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申请/专利权人：无锡新洁能股份有限公司

摘要：本发明涉及一种高可靠性高密度元胞功率半导体器件结构及其制造方法，包括漏极金属、第一导电类型衬底、外延层、沟槽、栅氧层、栅极导电多晶硅、绝缘介质层与源极金属，第二导电类型体区被沟槽切割成条状并且互相平行，在第二导电类型体区的上表面两侧均设有在沟槽的延伸方向上呈间隔设置的第一导电类型源区，在第二导电类型体区的上表面中部设有第二导电类型阱区，第一导电类型源区的下表面低于第二导电类型阱区的下表面，块状第二导电类型阱区沿着沟槽的延伸方向上呈间隔设置在第二导电类型阱区上，第一导电类型源区被块状第二导电类型阱区断开。本发明减小了寄生积极电阻，在器件击穿时，寄生三极管不容易开启，避免了发生回跳现象。

主权项：1.一种高可靠性高密度元胞功率半导体器件结构，包括漏极金属（1）、位于漏极金属（1）上的第一导电类型衬底（2）及位于第一导电类型衬底（2）上的第一导电类型外延层（3），在第一导电类型外延层（3）的上表面设置第二导电类型体区（8），在第二导电类型体区（8）的上表面设置互相平行的沟槽（4），沟槽（4）穿透第二导电类型体区（8）进入第一导电类型外延层（3）内，所述第二导电类型体区（8）被沟槽（4）切割成条状并且互相平行，其特征是：在第二导电类型体区（8）的上表面两侧均设有在沟槽（4）的延伸方向上呈间隔设置的第一导电类型源区（9），在第二导电类型体区（8）的上表面中部设有第二导电类型阱区（10），所述第一导电类型源区（9）的下表面低于第二导电类型阱区（10）的下表面，块状第二导电类型阱区（13）沿着沟槽（4）的延伸方向上呈间隔设置在第二导电类型阱区（10）上，第一导电类型源区（9）被块状第二导电类型阱区（13）断开；在所述沟槽（4）的侧壁与底面设有栅氧层（5），在栅氧层（5）内设有栅极导电多晶硅（6），在栅氧层（5）与栅极导电多晶硅（6）的上表面设有绝缘介质层（7），在绝缘介质层（7）、第一导电类型源区（9）与第二导电类型阱区（10）的上表面设有源极金属（11）；所述第一导电类型源区（9）的上表面与第二导电类型阱区（10）的上表面平齐，第一导电类型源区（9）的下表面位于第二导电类型阱区（10）的下表面的下方；所述栅氧层（5）的上表面与栅极导电多晶硅（6）的上表面平齐，且栅氧层（5）的上表面、栅极导电多晶硅（6）的上表面位于第一导电类型源区（9）的下表面的上方；所述第二导电类型阱区（10）的杂质掺杂浓度低于第一导电类型源区（9）的杂质掺杂浓度；对于N型功率半导体器件，所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P型导电；对于P型功率半导体器件，所述第一导电类型为P型导电，所述第二导电类型为N型导电；所述绝缘介质层（7）的上表面位于第二导电类型阱区（10）的上表面的下方或绝缘介质层（7）的上表面位于第二导电类型阱区（10）的上表面平齐；所述高可靠性高密度元胞功率半导体器件结构的制造方法包括以下步骤：步骤一：在第一导电类型衬底（2）的上表面形成第一导电类型外延层（3），然后刻蚀出沟槽（4）；步骤二：在沟槽（4）的侧壁与底面以及第一导电类型外延层（3）的上表面形成栅氧层（5）；步骤三：在栅氧层（5）的上表面淀积导电多晶硅；步骤四：刻蚀第一导电类型外延层（3）上方的导电多晶硅与沟槽（4）上段部分对应的导电多晶硅，形成栅极导电多晶硅（6），然后淀积绝缘介质层（7）；步骤五：刻蚀掉第一导电类型外延层（3）上方的绝缘介质层（7）；步骤六：在相邻沟槽（4）之间的第一导电类型外延层（3）上注入第二导电类型杂质，第二导电类型杂质的注入最低点低于栅极导电多晶硅（6）的上表面且高于沟槽（4）的底面，退火后形成第二导电类型体区（8）；步骤七：在第二导电类型体区（8）的上段注入大剂量的第二导电类型杂质，激活后形成第二导电类型阱区（10）；步骤八：刻蚀去除栅极导电多晶硅（6）上方的绝缘介质层（7）；步骤九：淀积光刻胶（12），选择性刻蚀去除光刻胶（12），留下的光刻胶（12）呈网格状分布，在第二导电类型阱区（10）的上表面中部留下了互相平行的第一类光刻胶条（14），第一类光刻胶条（14）的长度方向与沟槽（4）的延伸方向平行，第一类光刻胶条（14）的宽度小于第二导电类型阱区（10）的宽度，在与沟槽（4）的延伸方向垂直的方向上留下了互相平行的第二类光刻胶条（15），以第一类光刻胶条（14）与第二类光刻胶条（15）为阻挡，注入第一导电类型杂质，第一导电类型杂质的注入最低点低于栅极导电多晶硅（6）的上表面且高于第二导电类型体区（8）的下表面，激活后形成第一导电类型源区（9），最后去除光刻胶（12），在第二类光刻胶条（15）阻挡处形成了块状第二导电类型阱区（13）；步骤十：淀积绝缘介质层（7）；步骤十一：刻蚀部分绝缘介质层（7），使得绝缘介质层（7）的上表面不高于第二导电类型阱区（10）的上表面；步骤十二：在绝缘介质层（7）、第一导电类型源区（9）与第二导电类型阱区（10）的上表面形成源极金属（11），在第一导电类型衬底（2）的下表面形成漏极金属（1）。

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