[發(fā)明專利]一種元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件及制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011264978.0 | 申請日： | 2020-11-12 |
| 公開（公告）號： | CN112382659A | 公開（公告）日： | 2021-02-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 申占偉;劉興昉;閆果果;趙萬順;王雷;孫國勝;曾一平 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 |
| 主分類號： | H01L29/423 | 分類號： | H01L29/423;H01L29/16;H01L29/78;H01L21/336 |
| 代理公司： | 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 周天宇 |
| 地址： | 100083 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 元胞內(nèi)帶 絕緣 結(jié)構(gòu) 功率 半導(dǎo)體器件 制備 方法 | ||
1.一種元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：
功率器件元胞單元(100)，柵氧化層(230)、柵電極接觸(210)形成于所述元胞單元(100)上部，復(fù)合內(nèi)絕緣層(220)形成于所述柵氧化層(230)和柵電極接觸(210)的表面；
所述復(fù)合內(nèi)絕緣層(220)自下而上包括致密介質(zhì)層(300)，高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)，鈍化介質(zhì)薄膜層(320)；或者所述復(fù)合內(nèi)絕緣層(220)自下而上包括致密介質(zhì)層(300)，鈍化介質(zhì)薄膜層(320)，高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)；
源電極接觸(200)形成于所述功率器件元胞單元(100)和復(fù)合內(nèi)絕緣介層(220)的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述致密介質(zhì)層(300)、高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)、鈍化介質(zhì)薄膜層(320)均具有圓弧化結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述致密介質(zhì)層(300)形成于具有緩坡角度的結(jié)構(gòu)的柵電極接觸(210)的表面，高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)具有平坦化表面，鈍化介質(zhì)薄膜層(320)具有圓弧化結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述致密介質(zhì)層(300)的厚度為1～100nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)的厚度為10～5000nm，所述高介電常數(shù)薄膜材料包括AlN、Al2O3、HfO2，所述高熱導(dǎo)率薄膜材料包括AlN、BN。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述鈍化介質(zhì)薄膜層(320)的厚度為10～5000nm。
7.一種元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：
S1，清洗功率器件元胞單元(100)，在所述元胞單元(100)上部制作柵氧化層(230)、柵電極接觸(210)；
S2，將所述柵電極接觸(210)表面自熱氧化形成致密介質(zhì)(300)；
S3，在所述致密介質(zhì)(300)先淀積高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)，再淀積鈍化介質(zhì)薄膜層(320)；或者在所述致密介質(zhì)(300)先淀積鈍化介質(zhì)薄膜層(320)，再淀積高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)；
S4，在所述功率器件元胞單元(100)和復(fù)合內(nèi)絕緣介層(220)的上表面淀積源電極接觸(200)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件的制備方法，還包括：所述S1之后還包括微刻蝕所述柵電極接觸(210)，使其形成圓弧化的結(jié)構(gòu)；S3還包括淀積所述高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)或鈍化介質(zhì)薄膜層(320)后，微刻蝕使其分別形成圓弧化的結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件的制備方法，還包括：所述S1之后還包括刻蝕所述柵電極接觸(210)，使其形成具有緩坡角度的結(jié)構(gòu)；S3還包括淀積所述鈍化介質(zhì)薄膜層(320)后，刻蝕使其形成圓弧化的結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9任一所述的元胞內(nèi)帶絕緣結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體器件的制備方法，還包括：淀積所述高介電常數(shù)或高熱導(dǎo)率及其組合薄膜層(310)的厚度為10～5000nm，所述高介電常數(shù)薄膜使用的材料包括AlN、Al2O3、HfO2，所述高熱導(dǎo)率薄膜使用的材料包括AlN、BN。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個(gè)電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個(gè)電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個(gè)不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
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