本发明实施例提供的半导体功率器件的制造方法，包括：在提供的半导体衬底的顶部形成p型体区；形成第一绝缘介质层并在第一绝缘介质层中形成开口；形成n型浮栅并使得n型浮栅通过所述开口与所述p型体区接触形成p‑n结二极管，形成栅极。本发明实施例提供的半导体功率器件的制造方法，与现有技术的半导体功率器件的制造方法兼容，制造工艺简单稳定，所制造得到的半导体功率器件具有快的反向恢复速度。

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 CN 112908851 B (45)授权公告日 2022.04.15 (21)申请号 2.0 H01L 29/78 (2006.01) H01L 27/07 (2006.01) (22)申请日 2019.12.03 H01L 21/82 (2006.01) (65)同一申请的已公布的文献号 (56)对比文件 申请公布号 CN 112908851 A CN 102169882 A,2011.08.31 (43)申请公布日 2021.06.04 CN 105097919 A,2015.11.25 (73)专利权人 苏州东微半导体股份有限公司 US 2017179115 A1,2017.06.22 地址 215123 江苏省苏州市苏州工业园区 US 2002051378 A1,2002.05.02 金鸡湖大道99号苏州纳米城西北区20 CN 104916639 A,2015.09.16 栋405-406 审查员 廖碧艳 (72)发明人 龚轶刘伟刘磊袁愿林王睿 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 孟金喆 (51)Int.Cl. H01L 21/336 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (54)发明名称 半导体功率器件的制造方法 (57)摘要 本发明实施例提供的半导体功率器件的制 造方法，包括：在提供的半导体衬底的顶部形成p 型体区；形成第一绝缘介质层并在第一绝缘介质 层中形成开口；形成n型浮栅并使得n型浮栅通过 所述开口与所述p型体区接触形成p‑n结二极管， 形成栅极。本发明实施例提供的半导体功率器件 的制造方法，与现有技术的半导体功率器件的制 造方法兼容，制造工艺简单稳定，所制造得到的 半导体功率器件具有快的反向恢复速度。 B 1 5 8 8 0 9 2 1 1 N C CN 112908851 B 权利要求书 1/1页 1.半导体功率器件的制造方法，其特征在于，包括： 提供一半导体衬底； 在所述半导体衬底的顶部形成p型体区； 在所述半导体衬底的表面形成第一绝缘介质层； 在所述第一绝缘介质层中形成开口，所述开口将所述p型体区露出； 在所述第一绝缘介质层之上形成n型浮栅，所述n型浮栅通过所述开口与所述p型体区 接触形成p‑n结二极管； 在所述半导体衬底的表面并覆盖所述n型浮栅形成第二绝缘介质层； 在所述第二绝缘介质层之上形成栅极，所述栅极通过电容耦合作用于所述n型浮栅； 在所述p型体区内形成n型源区； 在电流沟道的长度方向上，所述开口的中心到所述n型浮栅的靠近所述n型源区的一侧 边沿的距离大于所述开口的中心到所述n型浮栅的另一侧边沿的距离。 2.如权利要求1所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，在电流沟道的长度方 向上，所述栅极用于控制靠近所述n型源区的一段的电流沟道的开启和关断，所述n型浮栅 用于控制剩余一段的电流沟道的开启和关断，所述栅极延伸至所述n型浮栅之上。 3.如权利要求1所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，所述栅极覆盖所述n 型浮栅的远离所述n型源区的一侧的边沿。 4.如权利要求1所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘介质层 的材质为二氧化硅。 5.如权利要求4所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘介质层 通过热氧化的方法形成。 6.如权利要求1所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，所述第二绝缘介质层 的材质为二氧化硅。 7.如权利要求6所述的半导体功率器件的制造方法，其特征在于，所述第二绝缘介质层 通过热氧化的方法形成。 2 2 CN 112908851 B 说明书 1/3页 半导体功率器件的制造方法 技术领域 [0001] 本发明属于半导体功率器件技术领域，尤其是涉及一种半导体功率器件的制造方 法。 背景技术 [0002] 图1是现有技术的一种半导体功率器件的剖面结构示意图，如图1所示，现有技术 的一种半导体功率器件包括n型漏区31和位于n型漏区31之上的n型漂移区30，在n型漂移区 30内设有p型体区33，p型体区33和n型漂移区30之间形成半导体功率器件中寄生的体二极 管结构。在p型体区33内设有n型源区34，p型体区接触区38和源极金属接触层47形成欧姆接 触结构。栅介质层35和栅极36位于p型体区33内的电流沟道之上。n型源区34和p型体区接触 区38通过源极金属接触层47接源极电压。源极金属接触层47与其它导电层之间由层间绝缘 层50隔离。 [0003] 现有技现有技术的半导体功率器件在关断时，当漏源电压Vds小于0V时，半导体功 率器件内寄生的体二极管处于正偏压状态，反向电流从源极经体二极管流至漏极，此时体 二极管的电流存在注入少子载流子现象，而这些少子载流子在半导体功率器件再一次开启 时进行反向恢复，导致较大的反向恢复电流，反向恢复时间长。 发明内容 [0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种反向恢复速度快的半导体功率器件的制造方 法，以解决现有技术中的半导体功率器件因少子载流子注入问题造成的反向恢复时间长的 技术问题。 [0005] 本发明实施例提供的一种半导体功率器件的制造方法，包括： [0006] 提供一半导体衬底； [0007] 在所述半导体衬底的顶部形成p型体区； [0008] 在所述半导体衬底的表面形成第一绝缘介质层； [0009] 在所述第一绝缘介质层中形成开口，所述开口将所述p型体区露出； [0010] 在所述第一绝缘介质层之上形成n型浮栅，所述n型浮栅通过所述开口与所述p型 体区接触形成p‑n结二极管； [0011] 在所述半导体衬底的表面并覆盖所述n型浮栅形成第二绝缘介质层； [0012] 在所述第二绝缘介质层之上形成栅极，所述栅极通过电容耦合作用于所述n型浮 栅； [0013] 在所述p型体区内形成n型源区。 [0014] 可选的，在电流沟道的长度方向上，所述开口的中心到所述n型浮栅的靠近所述n 型源区的一侧边沿的距离大于所述开口的中心到所述n型浮栅的另一侧边沿的距离。 [0015] 可选的，在电流沟道的长度方向上，所述栅极用于控制靠近所述n型源区的一段的 电流沟道的开启和关断，所述n型浮栅用于控制剩余一段的电流沟道的开启和关断，所述栅 3 3 CN 112908851 B 说明书 2/3页 极延伸至所述n型浮栅之上。 [0016] 可选的，所述栅极覆盖所述n型浮栅的远离所述n型源区的一侧的边沿。 [0017] 可选的，所述第一绝缘介质层的材质为二氧化硅。 [0018] 可选的，所述第一绝缘介质层通过热氧化的方法形成。 [0019] 可选的，所述第二绝缘介质层的材质为二氧化硅。 [0020] 可选的，所述第二绝缘介质层通过热氧化的方法形成。 [0021] 本发明实施例提供的一种半导体功率器件的制造方法，与现有技术的半导体功率 器件的制造方法兼容，制造工艺简单稳定，所制造得到的半导体功率器件具有快的反向恢 复速度。 附图说明 [0022] 为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需 要用到的附图做一简单介绍。 [0023] 图1是现有技术的一种半导体功率器件的剖面结构示意图。 [0024] 图2至图6是本发明实施例提供的一种半导体功率器件的制造方法中的主要工艺 节点结构的剖面结构示意图。 具体实施方式 [0025] 以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技 术方案。同时，为清楚地说明本发明的具体实施方式，说明书附图中所列示意图，放大了本 发明所述的层和区域的尺寸，且所列图形大小并不代表实际尺寸。说明书中所列实施例不 应仅限于说明书附图中所示区域的特定形状，而是包括所得到的形状如制备引起的偏差 等。 [0026] 图2至图6是本发明实施例提供的一种半导体功率器件的制造方法中的主要工艺 节点结构的剖面结构示意图，首先，如图2所示，提供一半导体衬底20，半导体衬底20的材质 通常为硅且具有n型掺杂。通过光刻工艺和刻蚀工艺定义p型体区的位置，然后进行p型离子 注入在半导体衬底20的顶部形成p型体区21。 [0027] 需要说明的是，根据半导体功率器件所设计需要的功能，在提供的半导体衬底20 中可以已经形成有其它结构，如沟槽结构、用于形成超结结构的p型柱状掺杂区等，这些结 构在本发明实施例中不再具体展示。 [0028] 半导体功率器件中通常包含由多个p型体区形成的p型体区阵列，本发明实施例中 仅示例性的示出了一个p型体区21。 [0029] 接下来，如图3所示，通过热氧化工艺，在半导体衬底20的表面形成第一绝缘介质 层22，第一绝缘介质层22的材质通常为二氧化硅。然后通过光刻工艺定义出位于第一绝缘 介质层22中的开口的位置，之后对第一绝缘介质层22进行刻蚀，在第一绝缘介质层22中形 成开口10，开口10将p型体区21暴露出来。 [0030] 接下来，如4所示，在第一绝缘介质层22之上形成一层n型多晶硅，然后对所形成的 n型多晶硅层进行刻蚀并继续刻蚀掉暴露出的第一绝缘介质层22，刻蚀后剩余的n型多晶硅 形成半导体功率器件的n型浮栅23，n型浮栅23通过开口30与p型体区21接触形成p‑n结二极 4 4 CN 112908851 B 说明书 3/3页 管。 [0031] 接下来，如图5所示，在半导体衬底20的表面并覆盖n型浮栅23形成第二绝缘介质 层24，并继续在第二绝缘介质层24之上形成掺杂的多晶硅，然后对所形成多晶硅进行刻蚀 并继续刻蚀掉暴露出的第二绝缘介质层24，刻蚀后剩余的多晶硅形成半导体功率器件的栅 极25，栅极25通过电容耦合作用与n型浮栅23。第二绝缘介质层24通常为通过热氧化工艺形 成的二氧化硅。 [0032] 接下来，如图6所示，在p型体区21内形成n型源区26。 [0033] 通过本发明提供的半导体功率器件的制造方法制备得到n型浮栅23和栅极25时， 使得栅极25用于控制靠近n型源区26的一段的电流沟道的开启和关断，n型浮栅23用于控制 剩余一段的电流沟道的开启和关断，栅极25延伸至n型浮栅23之上可以增大栅极25覆盖n型 浮栅23的面积，进而增大栅极25对n型浮栅23的电容耦合率。可选的，栅极25延伸至n型浮栅 23之上时还可以覆盖n型浮栅23的远离n型源区26的一侧的边沿，由此进一步增大栅极25对 n型浮栅的电容耦合率。 [0034] 最后，通过现有技术的半导体功率器件的制造方法制备得到半导体功率器件的源 极接触金属层、栅极接触金属层、n型漏区、漏极接触金属层即可，本发明实施例中不再具体 展示该步骤。 [0035] 通过本发明提供的半导体功率器件的制造方法得到的半导体功率器件，n型浮栅 23与p型体区21接触形成p‑n结二极管，半导体功率器件在正向阻断状态时，漏极被施加高 电压，由n型浮栅23与p型体区21形成的p‑n结二极管被正向偏置，n型浮栅23被充入正电荷， 这使得n型浮栅23下面的电流沟道的阈值电压Vht1降低。本发明的半导体功率器件的制造 方法，在制造得到位于第一绝缘介质层22中的开口10时，可以在电流沟道的长度方向上，使 得开口10的中心到n型浮栅23的靠近n型源区26的一侧边沿的距离大于开口10的中心到n型 浮栅23的另一侧边沿的距离，即使得开口10更靠近p型体区21的边沿设置，这样可使n型浮 栅23更容易的被充入正电荷。 [0036] 半导体功率器件在正向阻断状态和正向开启状态时，漏源电压Vds大于0V，n型浮 栅23下面的电流沟道的阈值电压Vht1对整个半导体功率器件的阈值电压Vth的影响很低， 半导体功率器件仍具有高阈值电压Vth。本发明实施例的半导体功率器件在关断时，当源漏 电压Vsd大于0V时，n型浮栅23下面的电流沟道的阈值电压Vht1对整个半导体功率器件的阈 值电压Vth的影响很大，使得半导体功率器件具有低阈值电压Vth，从而使半导体功率器件 在低栅极电压(或0V电压)下开启，从而能够增加流过半导体功率器件中电流沟道的反向电 流，减少流过半导体功率器件中寄生的体二极管的电流，提高半导体功率器件的反向恢复 速度。 [0037] 以上具体实施方式及实施例是对本发明技术思想的具体支持，不能以此限定本发 明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变 化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。 5 5 CN 112908851 B 说明书附图 1/3页 图1 图2 6 6 CN 112908851 B 说明书附图 2/3页 图3 图4 7 7 CN 112908851 B 说明书附图 3/3页 图5 图6 8 8

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