一种多功能功率器件及其制作方法与流程

本发明属于半导体器件及制造，涉及一种多功能功率器件及其制作方法。

背景技术：

1、在军事、电信、金融等领域，技术设备投入运行后必须夜以继日持续运转，而对这些设备的部件进行拆装装修、维护、扩展时，需要保证系统不能停机，以至于需要设备部件能够在系统带电运行的情况下进行接入或移出，但是在单个部件接入带电系统时会发生电源母线上的瞬态浪涌电流，高水平的浪涌电流会造成系统供电不正常的情况发生，而当单个部件移出带电系统是，由于电源突然与负载断开，电路寄生电感元件上的大电流摆动还会发生剧烈的电压尖峰，可能对电路上的电子元件造成损坏。在此背景下热插拔技术应运而生，热插拔(又称带电插拔)是指将设备板卡或模块等带电接入或移出正在工作的系统而不影响系统工作的技术。

2、目前，热插拔技术的实施方式中包括利用mosfet功能的技术方案，具体为采用分离电路配合独立的mosfet、功率检测电阻及其它偏置元件或者是包含驱动mos和电流检测电阻的热插拔芯片以实现热插拔、电流控制及电源管理等功能，其中，mosfet的作用是将输入电源和其他电路隔离开来，并将高的瞬间电流控制在一个比较低而且合理的水平以减轻具有破坏力的浪涌电流带来的严重后果，而不是立即断开输入与输出之间的连接(即实现电源的快速开关)。但是，目前的功率mosfet开关损耗低的同时开关速度较快，更为倾向于在快速开关领域应用，而不能满足其在热插拔电路中的应用需求。

3、因此，如何提供一种多功能功率器件及其制作方法，以实现功率器件可应用于快速开关领域的同时也可灵活应用于热插拔领域，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多功能功率器件及其制作方法，用于解决现有技术功率器件不能满足热插拔领域的应用需求的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多功能功率器件，包括：

3、半导体层，具有多个间隔排列的沟槽，所述沟槽自所述半导体层的上表面开口并向下延伸；

4、第一屏蔽栅多晶硅及第二屏蔽栅多晶硅，位于所述沟槽中，所述第一屏蔽栅多晶硅与所述第二屏蔽栅多晶硅间隔设置且所述第二屏蔽栅多晶硅位于所述第一屏蔽栅多晶硅的上方；

5、栅极多晶硅，位于所述沟槽中，所述栅极多晶硅与所述第一屏蔽栅多晶硅及所述第二屏蔽栅多晶硅均间隔设置，所述栅极多晶硅位于所述第一屏蔽栅多晶硅的上方；

6、金属层，位于所述半导体层上，所述金属层包括间隔设置的第一金属、第二金属及第三金属，所述第一金属与所述第一屏蔽栅多晶硅电连接，所述第二金属与所述第二屏蔽栅多晶硅电连接，所述第三金属与所述栅极多晶硅电连接。

7、可选地，所述第一金属与所述第二金属电连接。

8、可选地，所述第一金属与所述第三金属电连接。

9、可选地，所述第二屏蔽栅多晶硅的至少一部分顶面低于所述栅极多晶硅的顶面，所述栅极多晶硅位于所述第二屏蔽栅多晶硅的上方。

10、可选地，所述第二屏蔽栅多晶硅的顶面与所述栅极多晶硅的顶面平齐，所述栅极多晶硅环绕所述第二屏蔽栅多晶硅设置。

11、可选地，还包括第一隔离层、第二隔离层及第三隔离层，所述第一隔离层环绕所述第一屏蔽栅多晶硅及所述第二屏蔽栅多晶硅设置，所述第二隔离层位于所述第一屏蔽栅多晶硅与所述第二屏蔽栅多晶硅之间，所述第三隔离层位于所述第二屏蔽栅多晶硅与所述栅极多晶硅之间。

12、本发明还提供一种多功能功率器件的制作方法，包括以下步骤：

13、提供一半导体层，所述半导体层中具有多个间隔排列的沟槽，所述沟槽自所述半导体层的上表面开口并向下延伸；

14、形成第一屏蔽栅多晶硅及第二屏蔽栅多晶硅于所述沟槽中，所述第一屏蔽栅多晶硅与所述第二屏蔽栅多晶硅间隔设置且所述第二屏蔽栅多晶硅位于所述第一屏蔽栅多晶硅的上方；

15、形成栅极多晶硅于所述沟槽中，所述栅极多晶硅与所述第一屏蔽栅多晶硅及所述第二屏蔽栅多晶硅均间隔设置且所述栅极多晶硅位于所述第一屏蔽栅多晶硅的上方；

16、形成金属层于所述半导体层上，所述金属层包括间隔设置的第一金属、第二金属及第三金属，所述第一金属与所述第一屏蔽栅多晶硅电连接，所述第二金属与所述第二屏蔽栅多晶硅电连接，所述第三金属与所述栅极多晶硅电连接。

17、可选地，所述第一金属与所述第二金属电连接。

18、可选地，所述第一金属与所述第三金属电连接。

19、可选地，形成第一屏蔽栅多晶硅及第二屏蔽栅多晶硅于所述沟槽中包括以下步骤：

20、形成第一多晶硅层于所述半导体层上，所述第一多晶硅层还填充进所述沟槽中；

21、平坦化所述第一多晶硅层以使所述第一多晶硅层的上表面与所述半导体层的上表面平齐；

22、形成第一光刻胶层于所述半导体层上并图形化所述第一光刻胶层以形成第一刻蚀窗口，所述第一刻蚀窗口显露至少一部分平坦化后的所述第一多晶硅层；

23、基于所述第一刻蚀窗口对平坦化后的所述第一多晶硅层进行刻蚀以得到所述第一屏蔽栅多晶硅；

24、形成第二多晶硅层于所述半导体层上，所述第二多晶硅层还填充进所述沟槽中且所述第二多晶硅层遮盖所述第一屏蔽栅多晶硅的至少一部分；

25、平坦化所述第二多晶硅层以使所述第二多晶硅层的上表面与所述半导体层的上表面平齐；

26、形成第二光刻胶层于所述半导体层上并图形化所述第二光刻胶层以形成第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口显露至少一部分平坦化后的所述第二多晶硅层；

27、基于所述第二刻蚀窗口进行对平坦化后的所述第二多晶硅层进行刻蚀以得到所述第二屏蔽栅多晶硅。

28、如上所述，本发明的多功能功率器件能够应用于快速开关领域，同时还满足热插拔领域的应用性能需求，相对于现有功率器件而言，应用前景更为广阔；本发明的多功能功率器件的制作方法能够制作得到同时满足快速开关领域及热插拔领域应用需求的功率器件，制作步骤简单易实现。

技术特征：

1.一种多功能功率器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多功能功率器件，其特征在于：所述第一金属与所述第二金属电连接。

3.根据权利要求1所述的多功能功率器件，其特征在于：所述第一金属与所述第三金属电连接。

4.根据权利要求1所述的多功能功率器件，其特征在于：所述第二屏蔽栅多晶硅的至少一部分顶面低于所述栅极多晶硅的顶面，所述栅极多晶硅位于所述第二屏蔽栅多晶硅的上方。

5.根据权利要求1所述的多功能功率器件，其特征在于：所述第二屏蔽栅多晶硅的顶面与所述栅极多晶硅的顶面平齐，所述栅极多晶硅环绕所述第二屏蔽栅多晶硅设置。

6.根据权利要求1所述的新型功率器件，其特征在于：还包括第一隔离层、第二隔离层及第三隔离层，所述第一隔离层环绕所述第一屏蔽栅多晶硅及所述第二屏蔽栅多晶硅设置，所述第二隔离层位于所述第一屏蔽栅多晶硅与所述第二屏蔽栅多晶硅之间，所述第三隔离层位于所述第二屏蔽栅多晶硅与所述栅极多晶硅之间。

7.一种多功能功率器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的多功能功率器件的制作方法，其特征在于：所述第一金属与所述第二金属电连接。

9.根据权利要求7所述的多功能功率器件的制作方法，其特征在于：所述第一金属与所述第三金属电连接。

10.根据权利要求7所述的新型功率器件的制作方法，其特征在于：形成第一屏蔽栅多晶硅及第二屏蔽栅多晶硅于所述沟槽中包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种多功能功率器件及其制作方法，该多功能功率器件包括半导体层、第一屏蔽栅多晶硅、第二屏蔽栅多晶硅、栅极多晶硅及金属层，半导体层具有多个间隔排列的沟槽，第一屏蔽栅多晶硅、第二屏蔽栅多晶硅及栅极多晶硅均间隔设置于沟槽中，且第二屏蔽栅多晶硅及栅极多晶硅均位于第一屏蔽栅多晶硅的上方，金属层位于半导体层上且包括间隔设置的第一金属、第二金属及第三金属，第一金属、第二金属、第三金属分别与第一屏蔽栅多晶硅、第二屏蔽栅多晶硅、栅极多晶硅电连接。该多功能功率器件能够应用于快速开关领域，同时还满足热插拔领域的应用性能需求，相对于现有功率器件而言，应用前景更为广阔；该制作方法制作步骤简单易实现。

技术研发人员：高学,柴展,罗杰馨
受保护的技术使用者：上海功成半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16