本申請涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體而言，涉及一種溝槽功率器件及溝槽功率器件的制備方法。

背景技術(shù)：

1、功率mosfet具有低正向電壓降、高轉(zhuǎn)換速度、容易柵控制等特點(diǎn)，在電力電子應(yīng)用中成為一種重要的半導(dǎo)體器件。功率mosfet的柵極抗靜電能力和芯片面積，柵極氧化層厚度直接相關(guān)，sic?mos器件和si?mos器件相比，受材料和工藝特點(diǎn)限制，芯片面積小，柵極氧化層厚度薄，器件柵極抗靜電擊穿能力差。隨著sic?mos器件應(yīng)用越來越廣泛，高抗靜電能力的新型sic?mos不斷出現(xiàn)，新型sic?mos器件在開啟狀態(tài)下的漏電大的問題無法忽視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N溝槽功率器件及溝槽功率器件的制備方法，以解決相關(guān)技術(shù)中溝槽功率器件柵極抗靜電擊穿能了和器件在開啟狀態(tài)下的漏電大的問題。

2、根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種溝槽功率器件，包括：襯底；外延層，所述外延層位于所述襯底的一側(cè)，所述外延層包括沿第一方向疊層設(shè)置的第一外延層和第二外延層，所述第一外延層具有第一摻雜類型，所述第二外延層具有第二摻雜類型，所述外延層具有背離所述襯底的第一表面，所述第一方向?yàn)樗鲆r底指向所述外延層的方向；至少一個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)位于所述外延層中，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)背離襯底的表面位于所述第一表面中，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)靠近所述襯底的表面與所述第一外延層接觸，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)包括柵極和柵氧層，所述柵氧層位于所述柵極在第二方向上相對的兩個(gè)表面上和所述柵氧層位于所述柵極靠近所述襯底的一側(cè)，所述第二方向平行于所述第一表面；肖特基二極管結(jié)構(gòu)，所述肖特基二極管結(jié)構(gòu)位于所述溝槽柵結(jié)構(gòu)在所述第二方向上的一側(cè)，所述肖特基二極管結(jié)構(gòu)包括沿著所述第一方向疊層設(shè)置的絕緣層和多層摻雜層，所述絕緣層位于所述摻雜層靠近所述襯底的一側(cè)，相鄰的任意兩層所述摻雜層具有不同的摻雜類型，其中，在所述第一方向上與所述襯底具有最大距離的所述摻雜層為第一摻雜層，其余所述摻雜層中的任意一層為第二摻雜層，所述第二摻雜層與所述柵極接觸，所述絕緣層與所述柵氧層接觸。

3、可選地，所述第二摻雜層位于其余摻雜層靠近所述襯底的一側(cè)，所述第二摻雜層與所述絕緣層接觸。

4、可選地，所述摻雜層具有n個(gè)，其中，n大于或等于4。

5、可選地，所述絕緣層在所述第一方向上的厚度為第一厚度，位于所述柵極的側(cè)壁的所述柵氧層在所述第二方向上具有第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度。

6、可選地，所述摻雜層中具有所述第一摻雜類型的所述摻雜層為第一類型摻雜層，所述摻雜層中具有所述第二摻雜類型的所述摻雜層為第二類型摻雜層，所述第一類型摻雜層的摻雜濃度大于所述第一外延層的摻雜濃度，所述第二類型摻雜層的摻雜濃度大于所述第二外延層的摻雜濃度。

7、可選地，多層所述摻雜層靠近所述襯底的表面在所述第二方向上具有多個(gè)第一寬度，多個(gè)所述第一寬度沿著所述第一方向遞減。

8、可選地，所述器件還包括：注入?yún)^(qū)，所述注入?yún)^(qū)位于所述第二外延層中，且所述注入?yún)^(qū)與所述溝槽柵結(jié)構(gòu)背離所述肖特基二極管結(jié)構(gòu)的表面接觸，所述注入?yún)^(qū)具有所述第一摻雜類型。

9、根據(jù)本申請的另一個(gè)方面，提供了一種溝槽功率器件的制備方法，用于制備任意一種所述的溝槽功率器件，所述制備方法包括：提供襯底；在所述襯底的一側(cè)形成外延層，所述外延層包括沿第一方向疊層設(shè)置的第一外延層和第二外延層，所述第一外延層具有第一摻雜類型，所述第二外延層具有第二摻雜類型，所述外延層具有背離所述襯底的第一表面，所述第一方向?yàn)樗鲆r底指向所述外延層的方向；在所述外延層中形成至少一個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)背離襯底的表面位于所述第一表面中，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)靠近所述襯底的表面與所述第一外延層接觸，所述溝槽柵結(jié)構(gòu)包括柵極和柵氧層，所述柵氧層位于所述柵極在第二方向上相對的兩個(gè)表面上和所述柵氧層位于所述柵極靠近所述襯底的一側(cè)，所述第二方向平行于所述第一表面；在所述溝槽柵結(jié)構(gòu)在所述第二方向上的一側(cè)形成肖特基二極管結(jié)構(gòu)，所述肖特基二極管結(jié)構(gòu)包括沿著所述第一方向疊層設(shè)置的絕緣層和多層摻雜層，所述絕緣層位于所述摻雜層靠近所述襯底的一側(cè)，相鄰的任意兩層所述摻雜層具有不同的摻雜類型，其中，與所述襯底在所述第一方向上具有最大距離的所述摻雜層為第一摻雜層，其余所述摻雜層中的一層為第二摻雜層，所述第二摻雜層與所述柵極接觸，所述絕緣層與所述柵氧層接觸。

10、可選地，形成所述溝槽柵結(jié)構(gòu)的步驟包括：采用刻蝕工藝在所述外延層中形成第一溝槽，所述第一溝槽的底面暴露所述第一外延層；在所述第一溝槽中形成覆蓋側(cè)壁和底面的第一絕緣層，所述第一溝槽中剩余的區(qū)域?yàn)榈诙喜?；在所述第二溝槽的?cè)壁形成所述柵極；在所述柵極的側(cè)壁形成第二絕緣層，其中，位于所述柵極的靠近所述襯底一側(cè)的第一絕緣層和位于柵極側(cè)面的所述第一絕緣層和位于柵極另一側(cè)面的所述第二絕緣層構(gòu)成了所述柵氧層。

11、可選地，所述第二溝槽中剩余的區(qū)域?yàn)榈谌郎喜郏纬伤鲂ぬ鼗O管結(jié)構(gòu)的步驟包括：在所述第三溝槽的底面形成所述第一摻雜層，所述第一摻雜層分別與所述柵極和所述絕緣層接觸，所述第三溝槽中剩余的區(qū)域?yàn)榈谒臏喜?；在所述第四溝槽的?cè)壁形成所述第二絕緣層，所述第四溝槽中剩余的區(qū)域?yàn)榈谖鍦喜郏徊捎枚啻纬练e工藝在所述第五溝槽中形成多層所述摻雜層，其中，相鄰的任意兩層所述摻雜層具有不同的摻雜類型。

12、應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，提供一種溝槽功率器件，該溝槽功率器件中肖特基二極管結(jié)構(gòu)位于溝槽柵結(jié)構(gòu)在所述第二方向上的一側(cè)，實(shí)現(xiàn)將肖特基勢壘二極管（schottkybarrier?diode，簡稱sbd）集成在溝槽功率器件中，可實(shí)現(xiàn)對柵極的保護(hù)。具體地，肖特基二極管結(jié)構(gòu)中包括多個(gè)摻雜區(qū)且相鄰的任意兩層的摻雜層具有不同的摻雜類型，實(shí)現(xiàn)了肖特基二極管結(jié)構(gòu)中包括至少一個(gè)pn結(jié)，多層摻雜層中的第二摻雜層與柵極連接，可形成導(dǎo)通電路，若當(dāng)柵極電壓超過安全范圍時(shí)，集成的肖特基二極管結(jié)構(gòu)會開啟，電流通過肖特基二極管結(jié)構(gòu)中的pn結(jié)得到釋放，可以保護(hù)柵氧層不被擊穿，提升了溝槽柵結(jié)構(gòu)的抗靜電能力。并且，只有第二摻雜層與柵極連接，減小了柵極和肖特基二極管結(jié)構(gòu)的接觸面積，以使溝槽功率器件在開啟狀態(tài)下具有較小的漏電流，降低了器件的導(dǎo)通損耗。

技術(shù)特征：

1.一種溝槽功率器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件，其特征在于，所述第二摻雜層位于其余摻雜層靠近所述襯底的一側(cè)，所述第二摻雜層與所述絕緣層接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件，其特征在于，所述摻雜層具有n個(gè)，其中，n大于或等于4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件，其特征在于，所述絕緣層在所述第一方向上的厚度為第一厚度，位于所述柵極的側(cè)壁的所述柵氧層在所述第二方向上具有第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件，其特征在于，所述摻雜層中具有所述第一摻雜類型的所述摻雜層為第一類型摻雜層，所述摻雜層中具有所述第二摻雜類型的所述摻雜層為第二類型摻雜層，所述第一類型摻雜層的摻雜濃度大于所述第一外延層的摻雜濃度，所述第二類型摻雜層的摻雜濃度大于所述第二外延層的摻雜濃度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件，其特征在于，多層所述摻雜層靠近所述襯底的表面在所述第二方向上具有多個(gè)第一寬度，多個(gè)所述第一寬度沿著所述第一方向遞減。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的溝槽功率器件，其特征在于，所述器件還包括：

8.一種溝槽功率器件的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的溝槽功率器件，所述制備方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，形成所述溝槽柵結(jié)構(gòu)的步驟包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述第二溝槽中剩余的區(qū)域?yàn)榈谌郎喜?，形成所述肖特基二極管結(jié)構(gòu)的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種溝槽功率器件及溝槽功率器件的制備方法，該溝槽功率器件包括襯底和外延層，還包括至少一個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)，溝槽柵結(jié)構(gòu)靠近襯底的表面與第一外延層接觸，溝槽柵結(jié)構(gòu)包括柵極和柵氧層；肖特基二極管結(jié)構(gòu)，位于溝槽柵結(jié)構(gòu)在第二方向上的一側(cè)，肖特基二極管結(jié)構(gòu)包括沿著第一方向疊層設(shè)置的絕緣層和多層摻雜層，絕緣層位于摻雜層靠近襯底的一側(cè)，相鄰的任意兩層摻雜層具有不同的摻雜類型，其中，在第一方向上與襯底具有最大距離的摻雜層為第一摻雜層，其余摻雜層中的任意一層為第二摻雜層，第二摻雜層與柵極接觸，絕緣層與柵氧層接觸。以解決相關(guān)技術(shù)中溝槽功率器件柵極抗靜電擊穿能了和器件在開啟狀態(tài)下的漏電大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李理
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海格力電子元器件有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9