[發明專利]低壓超結MOSFET終端結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201610196091.X
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105655402B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 劉挺;楊樂;岳玲;徐西昌
• 申請（專利權）人: 西安龍騰新能源科技發展有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 61114 西安新思維專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李罡<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種低壓超結MOSFET終端結構，包括外延層劃分的有源區與終端區，所述有源區內設置有有源區深溝槽，所述終端區內設置有至少包含兩條并且圍繞有源區深溝槽的終端區深溝槽，其中，至少一條靠近所述有源區深溝槽的終端區深溝槽為隔離環，至少一條靠近劃片槽的終端區深溝槽為截止環；所述隔離環內沉積的多晶硅層與源極表面金屬短接為零電位，所述截止環浮空。本發明能夠保持終端擊穿電壓不變的前提下，減少器件生產中的光罩數量，并且能夠用傳統的半導體制造工藝實現，不會增加工藝的難度，從而降低器件生產成本。

技術領域

本發明屬于屬于半導體功率器件技術領域，具體涉及一種低壓超結MOSFET終端結構及其制造方法。

背景技術

對于傳統的功率MOSFET器件，器件導通電阻(Ron)與源漏擊穿電壓存在一定的折衷關系（Ron∝BV^2.5），長久以來限制了功率MOSFET器件的發展。低壓超結 MOSFET 利用電荷平衡原理，使得N型漂移區即使在較高摻雜濃度的情況下也能實現器件較高的擊穿電壓，從而獲得較低的導通電阻，打破了傳統功率MOSFET的理論硅極限。然而由于器件終端電場相對集中，使得其擊穿電壓比較低，所以一個好的終端設計對于功率器件不可或缺。

器件的市場競爭力除了器件自身良好的電性能參數外，還取決于自身制造成本。降低單個器件成本可以從兩個方便著手，一是通過優化設計，不斷增加單個硅片上面的器件數量；二是降低硅片的工藝成本，而工藝成本主要取決于流片工藝中的光刻版數量。

目前現有的低壓超結MOSFET在生產制造時，在場氧化層回刻時會采用場氧化層光刻工藝以保留終端隔離環區域表面的場氧化層，用以作為p 阱注入時的掩蔽層，只刻蝕掉有源區及截止環區上方的場氧化層，在p阱注入之后會形成p-n結作為終端的截止環，此種方法在刻蝕場氧化層時需要使用光刻版。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種低壓超結MOSFET終端結構及其制造方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供一種低壓超結MOSFET終端結構，該終端結構包括外延層劃分的有源區與終端區，所述有源區內設置有有源區深溝槽，所述終端區內設置有至少包含兩條并且圍繞有源區深溝槽的終端區深溝槽，其中，至少一條靠近所述有源區深溝槽的終端區深溝槽為隔離環，至少一條靠近劃片槽的終端區深溝槽為截止環；所述隔離環內沉積的多晶硅層與源極表面金屬短接為零電位，所述截止環浮空。

上述方案中，所述終端深溝槽之間的間距為1um及以上。

上述方案中，所述隔離環與截止環相互靠近的兩條深溝槽間距在5um及以上。

上述方案中，所述終端區深溝槽的寬度等于或大于所述有源區深溝槽的寬度。

本發明實施例還提供一種低壓超結MOSFET終端結構的制造方法，該方法通過以下步驟實現：

步驟一：提供 n 型重摻雜的 n+ 襯底，并在n+襯底上形成n型外延層；

步驟二：在n型外延上通過光刻、干法腐蝕形成深溝槽，所述深溝槽包括有源區深溝槽與終端區深溝槽，所述終端區深溝槽包圍有源區深溝槽；

步驟三：通過濕法熱氧化工藝在所述深溝槽底部和側壁生長場氧化層；

步驟四：通過多晶硅淀積工藝進行第一次多晶硅淀積；

步驟五：通過干法腐蝕工藝進行多晶硅回刻，刻蝕至多晶硅與外延層上表面齊平；

步驟六：通過干法加濕法腐蝕工藝去除表面場氧化層；