本发明专利技术提供一种功率器件及其制作方法，该方法包括以下步骤：提供一包括第一导电类型外延层的基板；形成第一导电类型阱区于所述第一导电类型外延层中；形成第一栅极结构与第二栅极结构于所述第一导电类型外延层上；形成分立设置的且均为第二导电类型的第一、第二及第三体区于所述第一导电类型外延层中，所述第一导电类型阱区与所述第二体区构成PN结；形成第一导电类型的第一源区于所述第一体区中，形成第一导电类型的第二源区于所述第三体区中。本发明专利技术的功率器件及其制作方法在有源区形成与所述第一导电类型外延层相同导电类型的深阱，使器件的击穿点改变，避开元胞区固有的寄生双极晶体管区，大大提高了器件的雪崩耐量，增加了器件的可靠性。器件的可靠性。器件的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种功率器件及其制作方法
[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造
，涉及一种功率器件及其制作方法。
技术介绍
[0002]平面型场控功率器件作为一种重要的功率器件具有很广泛的应用，其具有开关速度快，开关损耗小，输入阻抗高，电压驱动，高频率等优点。雪崩耐量也是这种器件的一个重要的参数，现在电子电路中，对这种器件的雪崩耐量提出了更高的要求。但对平面型场控功率器件(功率VDMOS(垂直双扩散金属氧化物半导体晶体管)，功率IGBT(绝缘栅双极晶体管))来说，由于其固有寄生的双极晶体管的存在，限制了该种器件的雪崩耐量的提高。不过业界还是通过工艺或器件的设计和改动以提高平面型场控功率器件的雪崩耐量。比如，专利201010611776.9是在不改变器件的阈值电压等特性下，通过增加体区的掺杂浓度，降低串联电阻值来提高器件的雪崩耐量的；专利201811199560.9是通过新的元胞结构设计，来提高器件的雪崩耐量的。
[0003]因此，如何提供一种新的功率器件及其制作方法，以提高器件的雪崩耐量，增加器件的可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种功率器件及其制作方法，用于解决现有技术中雪崩电流从元胞区的寄生双极晶体管流过，造成器件的损坏的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种功率器件，包括：
[0006]基板，所述基板包括第一导电类型外延层；
[0007]第一导电类型阱区，位于所述第一导电类型外延层中，所述第一导电类型阱区的顶面低于所述第一导电类型外延层的顶面，所述第一导电类型阱区的底面高于所述第一导电类型外延层的底面；
[0008]第一栅极结构与第二栅极结构，位于所述第一导电类型外延层上，所述第一栅极结构自下而上依次包括第一栅介质层与第一栅导电层，所述第二栅极结构自下而上依次包括第二栅介质层与第二栅导电层，所述第一导电类型阱区位于所述第一栅导电层与所述第二栅导电层之间；
[0009]分立设置的且均为第二导电类型的第一体区、第二体区及第三体区，位于所述第一导电类型外延层中，在所述第一栅导电层指向所述第二栅导电层的方向上，所述第一体区、所述第二体区及所述第三体区依次排列，所述第一体区与所述第二体区分别位于所述第一栅导电层的相对两侧并与所述第一栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区与所述第三体区分别位于所述第二栅导电层的相对两侧并与所述第二栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区的顶面与所述第一导电类型外延层的顶面齐平，所述第二体区的底面位于所述第一导电类型阱区的顶面与底面之间，所述第一导电类型阱区与所述第二
体区构成PN结；
[0010]第一导电类型的第一源区与第二源区，所述第一源区位于所述第一体区中，所述第二源区位于所述第三体区中。
[0011]可选地，所述第一导电类型阱区的宽度小于所述第二体区的宽度。
[0012]可选地，所述第一栅介质层及所述第二栅介质层的材质包括二氧化硅，所述第一栅导电层及所述第二栅导电层的材质包括多晶硅。
[0013]可选地，所述功率器件还包括位于所述基板中的终端保护结构，所述终端保护结构包围所述功率器件的有源区，所述第一导电类型阱区位于所述有源区中。
[0014]可选地，所述终端保护结构包括场板及场限环中的至少一种。
[0015]可选地，所述功率器件还包括绝缘层、多个接触孔、第二导电类型的第一接触区、第二导电类型的第二接触区及导电金属层，所述绝缘层位于所述第一导电类型外延层上并覆盖所述第一栅极结构与所述第二栅极结构，所述接触孔位于所述绝缘层中，所述第一接触区位于所述第一体区中并与所述第一源区接触，所述第二接触区位于所述第三体区中并与所述第二源区接触，所述导电金属层位于所述接触孔中及所述绝缘层上，并与所述第一接触区及所述第二接触区连接。
[0016]可选地，所述功率器件包括平面栅型VDMOS及平面栅型IGBT中的任意一种。
[0017]可选地，所述基板还包括位于所述第一导电类型外延层下方的第一导电类型重掺杂层。
[0018]可选地，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型，或者所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。
[0019]本专利技术还提供一种功率器件的制作方法，包括以下步骤：
[0020]提供一基板，所述基板包括第一导电类型外延层；
[0021]形成第一导电类型阱区于所述第一导电类型外延层中，所述第一导电类型阱区的顶面低于所述第一导电类型外延层的顶面，所述第一导电类型阱区的底面高于所述第一导电类型外延层的底面；
[0022]形成第一栅极结构与第二栅极结构于所述第一导电类型外延层上，所述第一栅极结构自下而上依次包括第一栅介质层与第一栅导电层，所述第二栅极结构自下而上依次包括第二栅介质层与第二栅导电层，所述第一导电类型阱区位于所述第一栅导电层与所述第二栅导电层之间；
[0023]形成分立设置的且均为第二导电类型的第一体区、第二体区及第三体区于所述第一导电类型外延层中，在所述第一栅导电层指向所述第二栅导电层的方向上，所述第一体区、所述第二体区及所述第三体区依次排列，所述第一体区与所述第二体区分别位于所述第一栅导电层的相对两侧并与所述第一栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区与所述第三体区分别位于所述第二栅导电层的相对两侧并与所述第二栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区的顶面与所述第一导电类型外延层的顶面齐平，所述第二体区的底面位于所述第一导电类型阱区的顶面与底面之间，所述第一导电类型阱区与所述第二体区构成PN结；
[0024]形成第一导电类型的第一源区于所述第一体区中，形成第一导电类型的第二源区于所述第三体区中。
[0025]可选地，形成所述第一导电类型阱区包括以下步骤：
[0026]形成氧化层于所述第一导电类型外延层上；
[0027]形成光阻层于所述氧化层上；
[0028]形成开口于所述光阻层中；
[0029]经由所述开口注入离子于所述第一导电类型外延层的预设深度；
[0030]进行加热处理以推进注入的离子得到所述第一导电类型阱区。
[0031]通过离子注入及加热处理形成第一导电类型阱区，离子注入的能量范围是60KeV-200KeV，离子注入的剂量范围是5E12原子数/cm
2-2E13原子数/cm2，离子注入后加热处理的温度范围是1100℃-1200℃，保温时间范围是100分钟-300分钟。
[0032]如上所述，本专利技术的功率器件及其制作方法在有源区形成与所述第一导电类型外延层相同导电类型的深阱，使器件的击穿点改变，避开元胞区固有的寄生双极晶体管区(外延层-体区-源区形成的晶体三极管)，从而使雪崩电流从元胞旁边设计好的泄放通路流过，避免了双极晶体管的开启、正反馈进而发热所造成的器件损伤，大大提高了器件的雪崩耐量，增加了器件的可靠性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：基板，所述基板包括第一导电类型外延层；第一导电类型阱区，位于所述第一导电类型外延层中，所述第一导电类型阱区的顶面低于所述第一导电类型外延层的顶面，所述第一导电类型阱区的底面高于所述第一导电类型外延层的底面；第一栅极结构与第二栅极结构，位于所述第一导电类型外延层上，所述第一栅极结构自下而上依次包括第一栅介质层与第一栅导电层，所述第二栅极结构自下而上依次包括第二栅介质层与第二栅导电层，所述第一导电类型阱区位于所述第一栅导电层与所述第二栅导电层之间；分立设置的且均为第二导电类型的第一体区、第二体区及第三体区，位于所述第一导电类型外延层中，在所述第一栅导电层指向所述第二栅导电层的方向上，所述第一体区、所述第二体区及所述第三体区依次排列，所述第一体区与所述第二体区分别位于所述第一栅导电层的相对两侧并与所述第一栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区与所述第三体区分别位于所述第二栅导电层的相对两侧并与所述第二栅导电层在垂直方向上部分交叠，所述第二体区的顶面与所述第一导电类型外延层的顶面齐平，所述第二体区的底面位于所述第一导电类型阱区的顶面与底面之间，所述第一导电类型阱区与所述第二体区构成PN结；第一导电类型的第一源区与第二源区，所述第一源区位于所述第一体区中，所述第二源区位于所述第三体区中。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述第一导电类型阱区的宽度小于所述第二体区的宽度。3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述第一栅介质层及所述第二栅介质层的材质包括二氧化硅，所述第一栅导电层及所述第二栅导电层的材质包括多晶硅。4.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述功率器件还包括位于所述基板中的终端保护结构，所述终端保护结构包围所述功率器件的有源区，所述第一导电类型阱区位于所述有源区中。5.根据权利要求4所述的功率器件，其特征在于：所述终端保护结构包括场板及场限环中的至少一种。6.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述功率器件还包括绝缘层、多个接触孔、第二导电类型的第一接触区、第二导电类型的第二接触区及导电金属层，所述绝缘层位于所述第一导电类型外延层上并覆盖所述第一栅极结构与所述第二栅极结构，所述接触孔位于所述绝缘层中，所述第一接触区位于所述第一体区中并与所述第一源区接触，所述第二接触区位于所述第三体区中并与所述第二源区接触，所述导电金属层位于所述接触孔中及所述绝缘层上，并与所述第一接触区及所述第二接触区连接。7.根据权利要求1所述的功率器件，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪萌，王艳颖，杨林森，
申请(专利权)人：华润微电子重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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