[發(fā)明專利]超結(jié)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710500822.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN109148558B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勝安;曾大杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳尚陽(yáng)通科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)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?yàn)殡姾闪鲃?dòng)區(qū)，終端區(qū)環(huán)繞于所述電荷流動(dòng)區(qū)的外周，過渡區(qū)位于所述電荷流動(dòng)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(jìn)行干法刻蝕形成多個(gè)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(gè)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(dòng)區(qū)中各所述P型柱的頂部都形成有一個(gè)P型阱；

在所述過渡區(qū)中所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的表面形成有環(huán)繞在所述電荷流動(dòng)區(qū)的周側(cè)的P型環(huán)；各所述P型阱和所述P型環(huán)相接觸；

在形成有所述P型阱和所述P型環(huán)的所述超結(jié)結(jié)構(gòu)表面形成有第一氧化膜，保護(hù)環(huán)氧化膜通過對(duì)所述第一氧化膜進(jìn)行光刻刻蝕形成，所述保護(hù)環(huán)氧化膜將所述電荷流動(dòng)區(qū)露出以及至少將所述過渡區(qū)的部分區(qū)域覆蓋，所述保護(hù)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)全部覆蓋或僅將所述終端區(qū)的最外周部分露出，所述保護(hù)環(huán)氧化膜環(huán)繞在所述電荷流動(dòng)區(qū)的周側(cè)；

在所述電荷流動(dòng)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(duì)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；

各所述多晶硅柵呈條狀結(jié)構(gòu)且各所述多晶硅柵的長(zhǎng)度方向和所述溝槽的長(zhǎng)度方向平行；

所述電荷流動(dòng)區(qū)的所述P型阱的表面形成有由N+區(qū)組成的源區(qū)，所述源區(qū)的注入?yún)^(qū)域由所述保護(hù)環(huán)氧化膜和所述多晶硅柵自對(duì)準(zhǔn)定義；

所述電荷流動(dòng)區(qū)中形成有第一接觸孔，在所述過渡區(qū)中形成有第二接觸孔，所述第一接觸孔和所述第二接觸孔的光刻刻蝕工藝相同；

所述第一接觸孔和所述第二接觸孔的頂部都連接到由正面金屬層組成的源極；

所述第一接觸孔的底部穿過層間膜和所述源區(qū)并實(shí)現(xiàn)和所述源區(qū)以及所述P型阱的接觸；

所述第二接觸孔分布在所述過渡區(qū)的表面覆蓋有所述保護(hù)環(huán)氧化膜的部分區(qū)域中，所述第二接觸孔的底部穿過層間膜和所述保護(hù)環(huán)氧化膜并實(shí)現(xiàn)和所述P型環(huán)的接觸；

令所述第一接觸孔的深度和最小橫向尺寸的比值為第一高寬比，所述第二接觸孔的深度和最小橫向尺寸的比值為第二高寬比；所述第二高寬比大于等于所述第一高寬比，所述第一接觸孔和所述第二接觸孔都采用鎢塞工藝填充，利用所述鎢塞工藝對(duì)孔覆蓋能力提高所述第一高寬比和所述第二高寬比并同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同高寬比的所述第一接觸孔和所述第二接觸孔的可靠填充；

所述第一高寬比的提高使所述第一接觸孔的最小橫向尺寸減小，利用所述第一接觸孔的最小橫向尺寸減小使所述P型阱的注入?yún)^(qū)的寬度減小，所述P型阱的注入?yún)^(qū)的寬度小于對(duì)應(yīng)的所述P型柱的寬度，所述第一接觸孔的最小橫向尺寸越小，所述P型阱的注入?yún)^(qū)的寬度越小，溝道區(qū)域位置處的N型區(qū)域的寬度越大。

2.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)的所述保護(hù)環(huán)氧化膜表面形成有多晶硅總線，各所述多晶硅柵通過形成于所述過渡區(qū)的所述保護(hù)環(huán)氧化膜表面的多晶硅連線連接到所述多晶硅總線，所述多晶硅總線、所述多晶硅連線和所述多晶硅柵采用相同的多晶硅淀積和多晶硅刻蝕工藝同時(shí)形成；所述多晶硅連線的寬度小于等于所述多晶硅柵的寬度。

3.如權(quán)利要求2所述的超結(jié)器件，其特征在于：各所述第一接觸孔的俯視面呈矩形，各所述第一接觸孔的長(zhǎng)度方向和所述溝槽的長(zhǎng)度方向平行，各所述第一接觸孔的寬度為最小橫向尺寸，每?jī)蓷l相鄰的所述多晶硅柵之間包括一條長(zhǎng)度沿所述多晶硅柵延伸的呈條狀結(jié)構(gòu)的所述第一接觸孔，或者每?jī)蓷l相鄰的所述多晶硅柵之間包括由多條所述第一接觸孔沿長(zhǎng)度方向?qū)R排列而成的一維條狀結(jié)構(gòu)；

各所述第二接觸孔的俯視面為矩形，所述第二接觸孔的寬度大于等于所述第一接觸孔的寬度，每?jī)蓷l相鄰的所述多晶硅連線之間包括一個(gè)所述第二接觸孔或者包括由多個(gè)所述第二接觸孔排列形成的陣列結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求3所述的超結(jié)器件，其特征在于： 所述P型環(huán)將所述第二接觸孔完全包住且保證的余量大于等于1微米。