一种沟槽功率器件的制作方法

本申请涉及半导体，特别涉及一种沟槽功率器件。

背景技术：

1、碳化硅（sic）功率器件因其优越的材料特性具有高耐压、低导通电阻，高耐温等优点，在工业控制、电源、汽车电子及航空航天领域得到了广泛的应用。但目前sic晶圆成本较高。提高单张晶圆上的器件数量可以有效降低器件的生产成本。但器件数量的增加，意味着器件面积变小。也就是说，在相同耐压条件下，器件比导通电阻需要更小。现有的sic功率器件，无论是平面栅结构还是沟槽栅结构，其比导通电阻已经接近碳化硅材料的理论极限。

技术实现思路

1、本申请提供了一种沟槽功率器件，集成了超级结结构和电场平衡结构，将传统结构的一维电场元胞结构拓展为二维结构，从而同时获得低比导通电阻和高耐压能力的元胞设计。

2、根据本发明的一实施例，提供了一种沟槽功率器件，包括半导体层，沟槽栅、阱区、源区、保护层、导电通道、阱接触区和超结柱。半导体层，包括衬底和外延层。 沟槽栅，自半导体层上表面向外延层内部延伸。阱区，位于沟槽栅之间的外延层中，并与沟槽栅的侧壁相邻。源区，位于沟槽栅之间的阱区中，并与沟槽栅的侧壁相邻。保护层，位于沟槽栅下方，与沟槽栅底部保持一定距离。导电通道，位于沟槽栅下方的保护层中，并且具有高于保护层上表面的顶面和低于保护层下表面的底面。阱接触区，位于源区和阱区内，自源区的上表面至少延伸到阱区。超结柱，位于阱接触区下方的外延层内，并与阱接触区相连。

3、在一个实施例中，阱接触区的底部位于阱区内，超结柱与阱接触区的底部相接。

4、在一个实施例中，阱接触区向下延伸到保护层上表面，超结柱与保护层的下表面相接，阱接触区和超结柱通过保护层相连。

5、在一个实施例中超结柱包括至少两个部分，所述第一部分与保护层相接，所述第二部分位于第一部分下方，所述第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度。

6、在一个实施例中，在沟槽栅的第一侧，阱接触区向下延伸到保护层上表面；在沟槽栅的第二侧，阱接触区的底部位于阱区；超结柱与保护层的下表面相接。

7、在一个实施例中，阱接触区位于沟槽栅的两侧，并且在沟槽栅的每一侧，沿着沟槽栅的长度方向，阱接触区呈不连续分布状态。

8、在一个实施例中，沟槽功率器件还包括连接区，自半导体层的上表面向下延伸直至与保护层相连。在垂直于沟槽栅的长度的方向上，连接区呈条状，并且分布于相邻阱接触区的间隙间。

9、在一个实施例中，沿着沟槽栅的长度方向，相邻沟槽栅之间的阱接触区交替与相邻的沟槽栅相接。沟槽功率器件进一步包括连接区，分布于阱接触区下方，被阱接触区覆盖，并且自阱接触区的底部向下延伸直至与保护层相连。

10、在一个实施例中，在垂直于沟槽栅长度的方向上，相邻阱接触区之间分布有至少一个沟槽栅。

1.一种沟槽功率器件，包括：

2.如权利要求1所述的沟槽功率器件，其中所述衬底、外延层、源区和导电通道具有第一掺杂类型，所述阱区、阱接触区、保护层和超结柱具有第二掺杂类型。

3.如权利要求1所述的沟槽功率器件，其中，所述阱接触区的底部位于阱区内，所述超结柱与阱接触区的底部相接。

4.如权利要求1所述的沟槽功率器件，其中，所述阱接触区向下延伸到保护层上表面，所述超结柱与保护层的下表面相接，所述阱接触区和超结柱通过保护层相连。

5.如权利要求4所述的沟槽功率器件，其中，所述超结柱包括至少两个部分，所述第一部分与保护层相接，所述第二部分位于第一部分下方，所述第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度。

6.如权利要求1所述的沟槽功率器件，其中，

7.如权利要求1-6任一项所述的沟槽功率器件，其中，所述阱接触区位于沟槽栅的两侧，并且在沟槽栅的每一侧，沿着沟槽栅的长度方向，所述阱接触区呈不连续分布状态。

8.如权利要求7所述的沟槽功率器件，进一步包括：

9.如权利要求7所述的沟槽功率器件，其中，沿着沟槽栅的长度方向，相邻沟槽栅之间的阱接触区交替与相邻的沟槽栅相接，所述沟槽功率器件进一步包括：

10.如权利要求1-6所述的沟槽功率器件，其中，在垂直于沟槽栅长度的方向上，相邻阱接触区之间分布有至少一个沟槽栅。

11.如权利要求10所述的沟槽功率器件，其中，在垂直于半导体层上表面的方向上，每个超结柱与其上方的一个阱接触区相对应布置。

12.如权利要求10所述的沟槽功率器件，其中，所述超结柱在垂直于沟槽栅长度的方向上等距分布，并且在两个导电通道之间的下方外延层中，至少分布有一个超结柱。