[發(fā)明專利]快反向恢復(fù)SJ?MOS的方法及其器件結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611104840.8
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106783590A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張園園;周宏偉;任文珍;徐西昌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安龍騰新能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/06;H01L29/861
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法及其器件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

SJ-MOS的寄生體二極管從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂剐枰欢ǖ臅r間，因為正向?qū)〞r，由于多子擴(kuò)散在pn結(jié)區(qū)內(nèi)存儲大量少子電荷，此時如果突然加上一個反向偏置，則由正向?qū)〞r產(chǎn)生的存儲電荷就會形成反向電流，而將這些反向恢復(fù)電荷完全抽出或復(fù)合掉需要一定的時間，這一過程稱為反向恢復(fù)過程，在這一過程中所用的時間稱為反向恢復(fù)時間trr。低的反向恢復(fù)時間可以加快MOS管的關(guān)斷時間，使器件適用于更高的工作頻率。一般通過重金屬摻雜或電子輻照來降低少子壽命，減小trr，但是這兩種方式都會導(dǎo)致IDSS增加，且重金屬摻雜工藝復(fù)雜，電子輻照成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法及其器件結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布，達(dá)到減小少子存儲電荷、加快反向恢復(fù)過程的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：在N+襯底上生長外延N-；

步驟二：通過Trench光刻板，刻蝕出深溝槽；

步驟三：在溝槽表面生長一層淺摻雜的N- -；

步驟四：隨后，在N- -外延表面，生長P+外延，使之填充滿溝槽，并進(jìn)行CMP工藝，將溝槽外的N- -及P型外延去掉，形成N柱P柱相交替的超結(jié)結(jié)構(gòu)；

步驟五：通過Body光刻板注入體區(qū)并退火形成body區(qū)，淀積場氧化成并回刻，通過柵氧、多晶硅淀積回刻形成gate，再注入As或P并推阱形成Nsource；

步驟六：淀積ILD并回刻，孔注，最后淀積金屬并回刻，形成器件的最終結(jié)構(gòu)。

步驟三中，在溝槽表面生長的淺摻雜的N- -，這層外延的摻雜濃度低于步驟一中的N型外延。

如所述的快反向恢復(fù)SJ-MOS的器件結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布，達(dá)到減小少子存儲電荷，加快反向恢復(fù)過程的目的， trr減小的同時， IDSS沒有增加，擊穿電壓沒有變化。

本發(fā)明使得反向恢復(fù)時間明顯減小，且反向恢復(fù)軟度未變化，通過二極管正向?qū)〞r的少子分布對比可以看到，本發(fā)明的少子存儲電荷明顯減少。

附圖說明

圖1為步驟一示意圖。

圖2為步驟二示意圖。

圖3為步驟三示意圖。

圖4為步驟四示意圖。

圖5為步驟五示意圖。

圖6為步驟六示意圖。

圖7為未做N- -外延器件的反向恢復(fù)特性對比。

圖8為體二極管正向?qū)〞r的少子分布對比。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明涉及的快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法，具體包括以下步驟：

1.在N+襯底上生長一定厚度的外延N-。（圖1）

2.在通過Trench光刻板，刻蝕出深溝槽（圖2）。

3.在溝槽表面生長一層淺摻雜的N- -，厚度約1um，這層外延的摻雜濃度低步驟1中的N型外延（圖3）。

4.隨后，在N--外延表面，生長一定濃度的P+外延，使之填充滿溝槽，并進(jìn)行CMP工藝，將溝槽外的N- -及P型外延去掉，形成N柱P柱相交替的超結(jié)結(jié)構(gòu)（圖4）。

5.通過Body光刻板注入體區(qū)并退火形成body區(qū)，淀積場氧化成并回刻，通過柵氧、多晶硅淀積回刻形成gate，再注入As（或P）并推阱形成Nsource（圖5）。

6.淀積ILD并回刻，孔注，最后淀積金屬并回刻，形成器件的最終結(jié)構(gòu)（圖6）。

上述方法通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布，達(dá)到減小少子存儲電荷，加快反向恢復(fù)過程的目的， trr減小的同時， IDSS沒有增加，擊穿電壓沒有變化。通過器件仿真，對比了相同情況下，未做N- -外延器件的反向恢復(fù)特性（圖7），可以看到，本發(fā)明結(jié)構(gòu)的反向恢復(fù)時間明顯減小，且反向恢復(fù)軟度未變化，通過二極管正向?qū)〞r的少子分布對比（圖8）可以看到，本發(fā)明的少子存儲電荷明顯減少。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。