[發(fā)明專利]超結(jié)器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080090.3
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN108428733B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖勝安;曾大杰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳尚陽通科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種超結(jié)器件，超結(jié)器件的中間區(qū)域為電荷流動區(qū)，終端區(qū)環(huán)繞于所述電荷流動區(qū)的外周，過渡區(qū)位于所述電荷流動區(qū)和所述終端區(qū)之間；其特征在于，包括：

N型外延層，所述N型外延層進行干法刻蝕形成多個溝槽；在所述溝槽中填充由P型外延層并組成P型柱，由各所述P型柱之間的所述N型外延層組成N型柱，由多個交替排列的所述N型柱和所述P型柱組成的超結(jié)結(jié)構(gòu)；

在所述電荷流動區(qū)和所述過渡區(qū)的選定區(qū)域中形成有P型阱，形成所述P型阱的選定區(qū)域通過光刻定義；所述電荷流動區(qū)中各所述P型柱的頂部都形成有一個所述P型阱且各所述P型阱延伸到對應(yīng)的所述P型柱兩側(cè)的所述N型柱的表面；

在形成有所述P型阱的所述N型外延層表面形成有第一氧化膜，保護環(huán)氧化膜通過對所述第一氧化膜進行光刻刻蝕形成，所述保護環(huán)氧化膜將所述電荷流動區(qū)露出以及將所述過渡區(qū)全部覆蓋，所述保護環(huán)氧化膜還延伸到所述終端區(qū)表面并將所述終端區(qū)全部覆蓋或?qū)⑺鼋K端區(qū)部分覆蓋從而僅將所述終端區(qū)的最外周部分露出，所述保護環(huán)氧化膜環(huán)繞在所述電荷流動區(qū)的周側(cè)；

在所述電荷流動區(qū)中形成JFET區(qū)域，所述JFET區(qū)域通過以所述保護環(huán)氧化膜為自對準(zhǔn)條件的全面的第一次N型離子注入形成；所述第一次N型離子注入同時在所述保護環(huán)氧化膜覆蓋區(qū)域之外的所述終端區(qū)中或外側(cè)形成終端第一N型注入?yún)^(qū)；

在所述電荷流動區(qū)的所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的表面形成有由柵氧化膜和多晶硅柵疊加形成的平面柵結(jié)構(gòu)，所述多晶硅柵的形成區(qū)域通過光刻工藝定義，各所述多晶硅柵覆蓋對應(yīng)的所述P型阱且被所述多晶硅柵覆蓋的所述P型阱的表面用于形成溝道；

在所述電荷流動區(qū)中的所述多晶硅柵兩側(cè)分別形成由源區(qū)，所述源區(qū)通過以所述多晶硅柵和所述保護環(huán)氧化膜為自對準(zhǔn)條件的全面的第二次N型離子注入形成，所述第二次N型離子注入同時在所述保護環(huán)氧化膜覆蓋區(qū)域之外的所述終端區(qū)中或外側(cè)形成終端第二N型注入?yún)^(qū)；

層間膜覆蓋在所述多晶硅柵、所述源區(qū)、所述保護環(huán)氧化膜以及所述終端第二N型注入?yún)^(qū)表面；在所述層間膜中形成有穿過所述層間膜的接觸孔，所述接觸孔通過光刻工藝定義；

正面金屬層形成在形成有所述接觸孔的所述層間膜的表面，柵極和源極由所述正面金屬層圖形化形成，所述柵極和所述源極的形成區(qū)域通過光刻工藝定義；所述電荷流動區(qū)中的各所述源區(qū)和對應(yīng)的所述P型阱通過頂部相同的接觸孔連接到所述源極，所述過渡區(qū)中的所述P型阱也通過頂部的接觸孔連接到所述源極，所述多晶硅柵通過頂部的接觸孔連接到柵極；

所述JFET區(qū)域的摻雜濃度小于所述P型阱的摻雜濃度，所述超結(jié)器件的閾值電壓由所述P型阱的表面摻雜濃度決定；在所述電荷流動區(qū)中，所述JFET區(qū)域為全面注入結(jié)構(gòu)，所述JFET區(qū)域會和各所述P型阱相交疊并在對應(yīng)的所述P型阱的表面疊加所述JFET區(qū)域的N型雜質(zhì)從而使所述超結(jié)器件的閾值電壓降低，通過增加各所述P型阱的摻雜濃度來抵消所述JFET區(qū)域交疊到所述P型阱的表面造成的所述超結(jié)器件的閾值電壓的降低，各所述P型阱的摻雜濃度的增加能提高器件的雪崩電流耐量。

2.如權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件，其特征在于：在所述電荷流動區(qū)中所述接觸孔的底部穿過所述源區(qū)，用以消除全面注入的所述源區(qū)對所述接觸孔和底部的所述P型阱的接觸的影響。

3.如權(quán)利要求1或2所述的超結(jié)器件，其特征在于：在各所述接觸孔的底部形成有P+接觸區(qū)，通過所述P+接觸區(qū)降低所述接觸孔和所述P型阱之間的接觸電阻。

4.如權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件，其特征在于：在位于所述過渡區(qū)的所述保護環(huán)氧化膜的頂部形成有多晶硅總線，所述多晶硅總線和所述多晶硅柵采用相同的工藝同時形成，各所述多晶硅柵和所述多晶硅總線接觸連接，且各所述多晶硅柵通過和所述多晶硅總線相連并通過形成于所述多晶硅總線頂部的接觸孔連接到所述柵極。

5.如權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件，其特征在于：在所述過渡區(qū)上的所述保護環(huán)氧化膜的側(cè)面為傾斜結(jié)構(gòu)，在所述保護環(huán)氧化膜的傾斜的側(cè)面上的所述層間膜表面形成有金屬場板。

6.如權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件，其特征在于：在所述終端區(qū)的最外部位置處的所述層間膜頂部形成有一個金屬場板，該金屬場板至少覆蓋所述終端區(qū)的所述P型柱的一部分。