[發明專利]垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件及制造方法

有效

• 申請號: 201010187367.0
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101872783A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 劉正超
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/36;H01L21/336
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，包括P區與N區橫向相間密堆集形成的復合緩沖層、所述復合緩沖層位于襯基及擴散層之間，其特征在于，所述復合緩沖層中每個P區和每個N區的直徑沿縱向漸變。

2.如權利要求1所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，所述復合緩沖層的厚度為6μm～70μm。

3.如權利要求1所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，所述復合緩沖層中每個P區和每個N區的縱截面呈梯形。

4.如權利要求1所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，沿縱向，每個區的最小直徑與最大直徑之比為1∶3～1∶2。

5.如權利要求1所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，所述復合緩沖層中每個N區和每個P區內的雜質分布不均勻。

6.如權利要求5所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，若所述襯基為重摻雜N型半導體材料，N區靠近所述襯基處的雜質濃度大于靠近所述擴散層處的雜質濃度，P區靠近所述襯基處的雜質濃度小于靠近所述擴散層處的雜質濃度；若所述襯基為重摻雜P型半導體材料，N區靠近所述襯基處的雜質濃度小于靠近所述擴散層處的雜質濃度，P區靠近所述襯基處的雜質濃度大于靠近所述擴散層處的雜質濃度。

7.如權利要求1所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件，其特征在于，所述復合緩沖層中，N區有效施主總電荷與P區有效受主總電荷相等。

8.一種垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯基的表面上形成第一外延薄膜，該第一外延薄膜為第一導電類型材料；

通過光刻，在所述第一外延薄膜內定義第二導電類型材料區；

對定義的第二導電類型材料區進行摻雜，使所述第一外延薄膜變成第一導電類型材料區與第二導電類型材料區相間的薄膜；

重復上述步驟，制作出第一導電類型材料區與第二導電類型材料區相間的第i外延薄膜，使第i外延薄膜內的第一導電類型材料區疊加在第i-1外延薄膜內的第一導電類型材料區上，第i外延薄膜內的第二導電類型材料區疊加在第i-1外延薄膜內的第二導電類型材料區上，且各層第一導電類型材料區和第二導電類型材料區的直徑沿縱向漸變，其中，i＝2，3，......，m。

9.如權利要求8所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件的制造方法，其特征在于，各層外延薄膜滿足：ρ_PiV_Pi＝ρ_NiV_Ni，其中，ρ_Pi表示第i外延薄膜內P區的雜質濃度，V_Pi表示第i外延薄膜內P區的體積，ρ_Ni表示第i外延薄膜內N區的雜質濃度，V_Ni表示第i外延薄膜內N區的體積，則ρ_PiV_Pi等于或近似等于ρ_NiV_Ni。

10.如權利要求8所述的垂直超結雙擴散金屬氧化物半導體器件的制造方法，其特征在于，對定義的第二導電類型材料區進行摻雜時，摻雜濃度為2E15/cm³～1E17/cm³。