[發(fā)明專利]超級結(jié)功率器件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610798678.8
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107799419A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘圣榮;鄭芳
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤華晶微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

1.一種超級結(jié)功率器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供第一導(dǎo)電類型的襯底；

在所述襯底的上方形成第一導(dǎo)電類型的第一外延層；

在所述第一外延層上方進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入以使所述第一外延層的第一導(dǎo)電類型離子的濃度由上而下逐漸降低，在所述第一外延層上方進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入以在所述第一外延層內(nèi)形成交替相間的第一導(dǎo)電類型柱區(qū)和第二導(dǎo)電類型柱區(qū)；

在所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)頂部形成具有第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)超出相對應(yīng)的所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)的兩側(cè)并延伸至所述第一導(dǎo)電類型柱區(qū)；

在所述體區(qū)和所述第一導(dǎo)電類型柱區(qū)上方形成柵極氧化層和多晶硅層，并圖案化刻蝕形成柵極區(qū)；

進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，在所述體區(qū)內(nèi)形成源區(qū)；

在所述源區(qū)和所述柵極區(qū)上分別形成源極金屬和柵極金屬，在所述襯底遠(yuǎn)離所述外延層的一側(cè)形成漏極金屬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)頂部形成具有第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)超出相對應(yīng)的所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)的兩側(cè)并延伸至所述第一導(dǎo)電類型柱區(qū)之前，重復(fù)執(zhí)行n次下列操作：

在所述襯底的上方形成第一導(dǎo)電類型的第二外延層；

在所述第二外延層上方進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入以使所述第二外延層的第一導(dǎo)電類型離子的濃度由上而下逐漸降低，在所述第二外延層上方進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入以在所述第二外延層內(nèi)形成交替相間的第一導(dǎo)電類型柱區(qū)和第二導(dǎo)電類型柱區(qū)；

其中，n為正整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)頂部形成具有第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)超出相對應(yīng)的所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)的兩側(cè)并延伸至所述第一導(dǎo)電類型柱區(qū)之前，重復(fù)執(zhí)行n次操作之后，第一外延層以及n個(gè)第二外延層中的所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)的總深寬比為0.6(n+1)～1.8(n+1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一外延層的厚度為5～20微米，且電阻率為0.5～5歐姆·厘米。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，1≤n≤6。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)頂部形成具有第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，所述體區(qū)超出相對應(yīng)的所述第二導(dǎo)電類型柱區(qū)的兩側(cè)并延伸至所述第一導(dǎo)電類型柱區(qū)之前，每次在所述襯底的上方形成的所述第二導(dǎo)電類型的第二外延層的厚度為5～12微米，且電阻率大于20歐姆·厘米。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一外延層或所述第二外延層上方進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入以使所述第一外延層或所述第二外延層的第一導(dǎo)電類型離子的濃度由上而下逐漸降低的所述第一導(dǎo)電類型的離子注入的離子濃度為2e11～1e14原子數(shù)每平方厘米。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型的離子注入的離子濃度為1e12～1e14原子數(shù)每平方厘米。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，包括：

所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型；或者，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型。

10.一種超級結(jié)功率器件，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9中任一所述的方法形成。