一种宽安全工作区的半导体功率器件制造技术

本技术公开了一种宽安全工作区的半导体功率器件，包括外延层，所述外延层内设置有第一沟槽和第二沟槽；第一沟槽的底部设置有源极多晶硅，源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离层、第二隔离层和第一隔离层，源极多晶硅上端依次设置有隔离氧化层和第一栅极多晶硅，第一栅极多晶硅的外侧设置有第一栅氧化层；第二沟槽的底部设置有源极多晶硅，源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离层、第二隔离层和第一隔离层，源极多晶硅上端依次设置有隔离氧化层和第二栅极多晶硅。本技术通过使元胞不同位置的阈值电压不同，根据实际场景以及需求对元胞进行组合，使得器件使用过程中当栅源电压较小时，可以选择部分区域不开启，此时器件本身电流不大，部分区域开启就可以完成工作，部分区域不开启对于整个器件而言功率密度减小，散热能力增强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体，尤其涉及一种宽安全工作区的半导体功率器件。

技术介绍

1、随着mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)技术发展，从planar mos(平面型)逐步迭代到trench mos(沟槽型)，同时制程不断缩小。随着pitch的尺寸不断缩小，元胞密度大大增加。

2、在传统的sgt或者典型的沟槽型半导体器件的结构中，随着元胞密度的增加，电流更加集中。在相同封装体下，pitch较小的产品则热量更容易集中一处，然后导致器件热烧毁。在实际工作中，soa曲线中功耗限制线也会由于器件的热不稳定性而出现拐点，这种情况与器件零温度系数点有关。

3、因此，如何增强器件的散热能力和提高器件的热稳定性，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于使元胞不同位置的阈值电压不同，根据实际场景以及需求对元胞进行组合，使得器件使用过程中当栅源电压较小时，可以选择部分区域不开启，此时器件本身电流不大，部分区域开启就可以完成工作，部分区域不开启，部分区域优先开启的设计，可以降低器件的零温度系数(ztc)，较低的ztc电压和电流值减小了器件工作的正温度系数区域，从而提高了器件的热稳定性，获得更为宽泛的安全工作区(soa)。

2、为实现上述目的，本技术提供了一种宽安全工作区的半导体功率器件的制作方法，包括：提供一外延层，在所述外延层上形成阻挡层；</p>

3、在所述外延层和阻挡层上进行蚀刻，形成沟槽；

4、在所述沟槽的内部依次形成第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层；

5、在所述沟槽的内部沉积多晶硅并回刻，形成源极多晶硅；

6、在所述源极多晶硅上方形成隔离氧化层；

7、去除所述第三隔离层；

8、设置掩膜层，所述掩膜层覆盖第一区域，且掩膜层不覆盖第二区域；

9、去除所述第二区域内的第二隔离层；

10、去除所述掩膜层；

11、在所述沟槽的内部沉积多晶硅并回刻，形成栅极多晶硅；

12、分别进行离子注入，形成源区和体区。

13、优选地，所述第一隔离层包括氧化硅层，所述第三隔离层包括氧化硅层，所述第二隔离层包括氮化硅层。

14、优选地，所述掩膜层为光刻胶。

15、本技术另一方面提供了一种宽安全工作区的半导体功率器件，通过上述制作方法制作而成。

16、本技术另一方面提供了一种宽安全工作区的半导体功率器件，包括外延层，所述外延层内设置有第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽的底部设置有源极多晶硅，所述源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离层、第二隔离层和第一隔离层，所述源极多晶硅上端依次设置有隔离氧化层和第一栅极多晶硅，所述第一栅极多晶硅的外侧设置有第一栅氧化层，所述第一栅氧化层包括第一隔离层和第二隔离层；

17、所述第二沟槽的底部设置有源极多晶硅，所述源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离层、第二隔离层和第一隔离层，所述源极多晶硅上端依次设置有隔离氧化层和第二栅极多晶硅，所述第二栅极多晶硅的外侧设置有第二栅氧化层，所述第二栅氧化层包括第一隔离层。

18、本技术的有益效果是：

19、本技术在第一沟槽内的第一栅氧化层包括第一氮化物层和第一氧化物层，第二沟槽内的第二栅氧化层包括第一氧化物层，因此第一栅氧化层的厚度大于第二栅氧化层的厚度，经过p+和n+注入，厚度较厚的第一栅氧化层的区域阈值电压更高，厚度较薄的第二栅氧化层的区域阈值电压低，实现了在同一器件内不同区域栅氧化层厚度不同，使得不同区域元胞阈值电压不同，成功降低器件的零温度系数点，改善了mos的热失效情况，使mos器件具有更宽的安全工作区(soa)。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种宽安全工作区的半导体功率器件，其特征在于，包括外延层，所述外延层内设置有第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽的底部设置有源极多晶硅，所述源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离层、第二隔离层和第一隔离层，所述源极多晶硅上端依次设置有隔离氧化层和第一栅极多晶硅，所述第一栅极多晶硅的外侧设置有第一栅氧化层，所述第一栅氧化层包括第一隔离层和第二隔离层；

【技术特征摘要】

1.一种宽安全工作区的半导体功率器件，其特征在于，包括外延层，所述外延层内设置有第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽的底部设置有源极多晶硅，所述源极多晶硅外侧依次设置有第三隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科科，钟义栋，董云，
申请(专利权)人：中晶新源上海半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：