本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，特別涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、平面型功率mosfet器件是一種應(yīng)用非常廣泛的功率半導(dǎo)體器件，其最常見的應(yīng)用是作為功率開關(guān)來控制功率變換，通常是控制并驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載工作，因此在工作過程會經(jīng)歷高頻的開關(guān)動(dòng)作。當(dāng)器件在關(guān)斷工作狀態(tài)時(shí)，器件驅(qū)動(dòng)的無鉗位負(fù)載電感中存儲的能量會在瞬間全部釋放，在器件內(nèi)部引起雪崩現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬間高壓大電流。一般而言，器件自身具備一定的感性能量承受能力，但當(dāng)感性能量超過器件所能承受的范圍，會導(dǎo)致器件功能失效最終燒毀。功率器件的雪崩耐量就是衡量器件承受過沖電壓或電流而工作在雪崩狀態(tài)時(shí)所能承受的最大能量，為了增加器件的工作可靠性水平，需要對器件的雪崩耐量進(jìn)行優(yōu)化。

2、如圖1所示，在傳統(tǒng)平面型功率mosfet中存在寄生雙極性npn晶體管。該寄生晶體管是影響器件雪崩耐量的主要因素，當(dāng)器件發(fā)生雪崩擊穿產(chǎn)生瞬間大電流時(shí)，空穴電流會沿著n+源區(qū)105流向阱區(qū)103。其中rb指的是存在于n+源區(qū)105的電阻，當(dāng)流過該電阻的電流足夠大時(shí)，產(chǎn)生的正向壓降大于寄生晶體管的基區(qū)與發(fā)射區(qū)間的正偏置電壓時(shí)，寄生晶體管導(dǎo)通，引起電流集中及二次擊穿等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致器件失效。

3、為了減弱寄生晶體管開啟帶來的影響，通常采用的方法是盡量減小寄生電阻rb的阻值，典型的做法是增加p+區(qū)域104的擴(kuò)散濃度，這樣可以通過p+區(qū)域104的橫向擴(kuò)散減小rb的阻值，或者通過調(diào)整n+源區(qū)105的方向，改為縱向擴(kuò)散，這樣也可以降低rb電阻區(qū)域的長度，從而減小阻值。

4、目前已知的提升器件雪崩耐量能力的方法，無論是上述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，亦或是通過工藝優(yōu)化，絕大部分都是圍繞降低寄生電阻rb阻值的方法來優(yōu)化器件的雪崩耐量特性。這種方式能夠在一定程度上優(yōu)化器件的雪崩耐量，但是由于電阻區(qū)rb阻值始終存在，無法徹底消除該區(qū)域的存在對器件雪崩耐量可靠性帶來的影響，因此，當(dāng)器件在苛刻條件下關(guān)段時(shí)，過高的電流仍然會導(dǎo)致寄生電阻rb電阻產(chǎn)生大于0.7v的正偏置，引起寄生晶體管開啟。因此，器件的雪崩耐量可靠性無法避免的會受到限制，只能說是一定程度上改善了器件的雪崩耐量能力，可見，這種傳統(tǒng)的優(yōu)化方式始終存在一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，能夠抑制寄生晶體管的開啟，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)器件雪崩耐量能力的效果。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體層，具有相對的第一表面和第二表面，所述半導(dǎo)體層中設(shè)有漂移區(qū)，所述漂移區(qū)由所述半導(dǎo)體層的第一表面延伸至所述半導(dǎo)體層內(nèi)，所述半導(dǎo)體層和所述漂移區(qū)為第一摻雜類型；?位于所述半導(dǎo)體層的第一表面上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的柵極介質(zhì)層和柵極；由所述半導(dǎo)體層的第一表面延伸至所述漂移區(qū)中的阱區(qū)，所述阱區(qū)位于所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；位于相鄰阱區(qū)之間的漂移區(qū)為jeft區(qū)；所述阱區(qū)為第二摻雜類型，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；由所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中的源區(qū)，所述源區(qū)為第一摻雜類型；位于所述阱區(qū)中的第一絕緣結(jié)構(gòu)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)至少包括第一部分，所述第一部分位于所述源區(qū)與所述阱區(qū)的下表面之間并延伸至jeft區(qū)內(nèi)；所述第一絕緣結(jié)構(gòu)與所述漂移區(qū)絕緣設(shè)置；位于所述jfet區(qū)中的第二絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)與兩側(cè)的所述第一絕緣結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)包括第二偽柵極和第二偽柵介質(zhì)層，所述第二偽柵介質(zhì)層包圍所述第二偽柵極。

3、優(yōu)選的，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)還包括第二部分，其中：所述第一部分的其中一側(cè)朝向所述柵極結(jié)構(gòu)的方向延伸至所述jfet區(qū)中；所述第二部分位于所述源區(qū)遠(yuǎn)離所述柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)，由所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中并與所述第一部分連接。

4、優(yōu)選的，還包括：由所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中的歐姆接觸區(qū)，所述歐姆接觸區(qū)位于所述源區(qū)遠(yuǎn)離所述柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)，所述歐姆接觸區(qū)為第二摻雜類型；位于所述半導(dǎo)體層的第一表面上的源極金屬層，所述源極金屬層分別與所述歐姆接觸區(qū)以及所述源區(qū)接觸。

5、優(yōu)選的，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的第二部分位于歐姆接觸區(qū)與源區(qū)之間；所述第一部分的另一側(cè)朝向遠(yuǎn)離所述柵極結(jié)構(gòu)的方向延伸至所述歐姆接觸區(qū)與所述阱區(qū)的下表面之間。

6、優(yōu)選的，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為絕緣材料；或者，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)包括第一偽柵極和第一偽柵介質(zhì)層，所述第一偽柵介質(zhì)層包圍所述第一偽柵極。

7、優(yōu)選的，沿半導(dǎo)體層厚度的方向，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的下表面與所述阱區(qū)的下表面之間的距離大于等于0.5微米。

8、優(yōu)選的，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，其中：所述第二絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分朝向兩側(cè)的第一絕緣結(jié)構(gòu)延伸并與第一絕緣結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置；第二絕緣結(jié)構(gòu)的第二部分自jfet區(qū)的上表面延伸至jfet區(qū)中并與所述第二絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分連接。

9、優(yōu)選的，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分與所述第二絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分在半導(dǎo)體層厚度方向上對齊。

10、優(yōu)選的，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分與所述第二絕緣結(jié)構(gòu)的第一部分在二者延伸方向上的距離不大于50納米。

11、優(yōu)選的，還包括位于所述半導(dǎo)體層第二表面上的漏極金屬層。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：?在半導(dǎo)體層的漂移區(qū)中形成間隔設(shè)置的阱區(qū)，所述漂移區(qū)由所述半導(dǎo)體層的第一表面延伸至所述半導(dǎo)體層內(nèi)，所述阱區(qū)由所述半導(dǎo)體層的第一表面延伸至所述漂移區(qū)中，位于相鄰阱區(qū)之間的漂移區(qū)為jeft區(qū)；形成由所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中的源區(qū)；在所述阱區(qū)中形成第一絕緣結(jié)構(gòu)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)至少包括第一部分，所述第一部分位于所述源區(qū)與所述阱區(qū)的下表面之間并延伸至jeft區(qū)內(nèi)；所述第一絕緣結(jié)構(gòu)與所述漂移區(qū)絕緣設(shè)置；在所述jfet區(qū)中形成第二絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)與所述第一絕緣結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)包括第二偽柵極和第二偽柵介質(zhì)層，所述第二偽柵介質(zhì)層包圍所述第二偽柵極；在所述半導(dǎo)體的第一表面上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的柵極介質(zhì)層和柵極，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述jeft區(qū)；其中，所述半導(dǎo)體層、所述漂移區(qū)以及所述源區(qū)為第一摻雜類型，所述阱區(qū)為第二摻雜類型，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反。

13、優(yōu)選的，形成所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的過程包括：對所述阱區(qū)進(jìn)行刻蝕，以形成第一溝槽，所述第一溝槽自所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中；在所述第一溝槽的內(nèi)側(cè)壁上形成阻擋層；采用各向同性刻蝕工藝對所述第一溝槽的底部進(jìn)行刻蝕，以在所述第一溝槽底部形成第二溝槽，所述第二溝槽位于源區(qū)與所述阱區(qū)的下表面之間，且所述第二溝槽的一側(cè)朝向所述柵極結(jié)構(gòu)延伸至所述jfet區(qū)中；去除所述第一溝槽中的阻擋層，在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)壁形成第一介質(zhì)層，并對第一溝槽和第二溝槽進(jìn)行填充以形成第一偽柵極，第一偽柵極的上表面低于第一溝槽的頂部；在第一溝槽內(nèi)填充第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層與第一介質(zhì)層連接構(gòu)成第一偽柵介質(zhì)層。

14、優(yōu)選的，形成所述第一絕緣結(jié)構(gòu)的過程包括：對所述阱區(qū)進(jìn)行刻蝕，以形成第一溝槽，所述第一溝槽自所述阱區(qū)的上表面延伸至所述阱區(qū)中；在所述第一溝槽的內(nèi)側(cè)壁上形成阻擋層；采用各向同性刻蝕工藝對所述第一溝槽的底部進(jìn)行刻蝕，以在所述第一溝槽底部形成第二溝槽，所述第二溝槽位于源區(qū)與所述阱區(qū)的下表面之間，且所述第二溝槽的一側(cè)朝向所述柵極結(jié)構(gòu)延伸至所述jfet區(qū)中；去除所述第一溝槽中的阻擋層，并在所述第一溝槽和所述第二溝槽中填充絕緣材料以形成所述第一絕緣結(jié)構(gòu)。

15、優(yōu)選的，形成所述第二絕緣結(jié)構(gòu)的過程包括：對所述jfet區(qū)進(jìn)行刻蝕，以形成第三溝槽；在第三溝槽的內(nèi)側(cè)壁上形成阻擋層；采用各向同性刻蝕工藝對第三溝槽的底部進(jìn)行刻蝕，以在第三溝槽底部形成第四溝槽，第四溝槽的兩側(cè)朝向所述第一絕緣結(jié)構(gòu)延伸并超出第三溝槽；去除所述第三溝槽中的阻擋層，在所述第三溝槽和所述第四溝槽內(nèi)壁形成第三介質(zhì)層，并對第三溝槽和第四溝槽進(jìn)行填充以形成第二偽柵極，所述第二偽柵極的上表面低于第三溝槽的頂部；在第三溝槽內(nèi)填充第四介質(zhì)層，第四介質(zhì)層與第三介質(zhì)層相連構(gòu)成第二偽柵介質(zhì)層。

16、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件，采用第一絕緣結(jié)構(gòu)占據(jù)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)n+源區(qū)下的p阱區(qū)域，消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中寄生電阻rb最主要區(qū)域，從而能夠有效地抑制寄生晶體管的開啟，因此可以提高器件的雪崩耐量能力；進(jìn)一步的，在jfet區(qū)中設(shè)置第二絕緣結(jié)構(gòu)，第二絕緣結(jié)構(gòu)與第一絕緣結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置且第二絕緣結(jié)構(gòu)采用偽柵極結(jié)構(gòu)，當(dāng)雪崩發(fā)生時(shí)，第二絕緣結(jié)構(gòu)與第一絕緣結(jié)構(gòu)的間隔區(qū)域向上流動(dòng)的空穴已經(jīng)比較困難，總體上可以起到抑制空穴在源區(qū)下流動(dòng)的可能，并保留電流導(dǎo)通能力，確保半導(dǎo)體器件的正常導(dǎo)通。

17、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一絕緣結(jié)構(gòu)也采用偽柵極結(jié)構(gòu)，使得第二絕緣結(jié)構(gòu)與第一絕緣結(jié)構(gòu)的間隔區(qū)域形成反型層，能夠完全阻擋空穴向上流動(dòng)。同時(shí)，器件導(dǎo)通狀態(tài)下，此時(shí)間隔區(qū)域?qū)嶋H就是反型層溝道區(qū)，不影響電子向下正常流動(dòng)。

18、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的制造方法，所涉及工藝均為半導(dǎo)體制程的常用工藝，工藝難度較低，利于在實(shí)際生產(chǎn)中推廣和應(yīng)用。