[發(fā)明專利]一種能降低超結(jié)器件導(dǎo)通電阻的外延結(jié)構(gòu)及制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711274973.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN107833911A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張艷旺;吳宗憲;白福瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫橙芯微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超結(jié)器件導(dǎo)通電阻的外延結(jié)構(gòu)，尤其是一種能降低超結(jié)器件導(dǎo)通電阻的外延結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于MOSFET技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，在超結(jié)-superjunction設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，為了追求越來(lái)越低的導(dǎo)通電阻-RSP，器件單元的尺寸-cellpitch在不斷被縮小，在pitch較大的時(shí)候(例如16um)，pitch的縮小的確能帶來(lái)越來(lái)越低的RSP，但是當(dāng)cellpitch進(jìn)一步縮小后(比如低于8um)，cellpitch的減小并不能帶來(lái)更低的RSP，甚至?xí)餜SP的增加，這是因?yàn)槠骷叽缈s小到一定程度后，superjunction的每一層EPI的P/N注入在經(jīng)過(guò)熱退火后，相鄰的P/N之間的擴(kuò)散復(fù)合會(huì)使得EPI最終摻雜濃度降低，所以導(dǎo)致器件導(dǎo)通電阻上升，即RSP增大。常規(guī)layout設(shè)計(jì)基本都是長(zhǎng)完EPI后做P注入和N注入都是相鄰的，即P注入寬度加上N注入寬度等于器件的cellpitch，如下圖1和圖2是常規(guī)layout設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的工藝注入示意圖，在圖1中，通過(guò)第一掩膜板6的遮擋，在沒(méi)有第一掩膜板6的區(qū)域進(jìn)行phos注入形成N柱(N-column)，在圖2中，通過(guò)第二掩膜板7的遮擋，在沒(méi)有第二掩膜板7的區(qū)域進(jìn)行boron注入形成P柱(P-column)，第一掩膜板6的寬度為A，第二掩膜板7的寬度為B，器件單元的尺寸-cellpitch的寬度為L(zhǎng)，在版圖設(shè)計(jì)上2A+B＝L，這樣的設(shè)計(jì)使得相鄰的P柱和N柱之間的擴(kuò)散復(fù)合會(huì)使得EPI最終摻雜濃度降低，導(dǎo)致器件導(dǎo)通電阻上升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有超結(jié)器件缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種能降低超結(jié)器件導(dǎo)通電阻的外延結(jié)構(gòu)及制作方法，本發(fā)明通過(guò)改變掩膜板的寬度，進(jìn)而使N型注入?yún)^(qū)和P型注入?yún)^(qū)相距一定寬度，能有效解決小尺寸超結(jié)器件N型柱和P型柱之間擴(kuò)散復(fù)合問(wèn)題，提升N型外延層的雜質(zhì)注入濃度，進(jìn)而提升器件導(dǎo)通電阻RSP。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：在外延結(jié)構(gòu)的俯視平面上，包含元胞區(qū)，所述元胞區(qū)包括若干個(gè)器件單元體制作區(qū)；在外延結(jié)構(gòu)的剖視平面上，所述器件單元體包括第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底及位于所述第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底上的第一導(dǎo)電類型外延層，其特征在于，從所述第一導(dǎo)電類型外延層指向第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底的深度方向上設(shè)有若干個(gè)第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)和若干個(gè)第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)，所述若干個(gè)第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)相連構(gòu)成第一導(dǎo)電類型柱，所述若干個(gè)第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)相連構(gòu)成第二導(dǎo)電類型柱，所述第一導(dǎo)電類型柱和第二導(dǎo)電類型柱交替平行分布，共同構(gòu)成了超結(jié)結(jié)構(gòu)；所述第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)的寬度為X，所述第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)的寬度為Y，所述器件單元體的寬度為L(zhǎng)，且2Y+X<L。

進(jìn)一步地，在高溫退結(jié)前，所述第一導(dǎo)電類型柱和第二導(dǎo)電類型柱不相鄰，且第一導(dǎo)電類型柱和第二導(dǎo)電類型柱交替分布的間距相同。

進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)內(nèi)填充有第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)，第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)內(nèi)填充有第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，可選的在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底和第一導(dǎo)電類型外延層間加入一層第一導(dǎo)電類型緩沖層。

進(jìn)一步地，對(duì)于N型超結(jié)器件，所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電，所述第二導(dǎo)電類型為P型導(dǎo)電；對(duì)于P型超結(jié)器件，所述第一導(dǎo)電類型為P型導(dǎo)電，所述第二導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明還提出一種能降低超結(jié)器件導(dǎo)通電阻的外延結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一.提供一半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板包括第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底，在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s襯底的上表面生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類型第1外延層；

步驟二.在第一掩膜板的遮擋下，在第一導(dǎo)電類型第1外延層表面注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)，形成第一導(dǎo)電類型第1注入?yún)^(qū)；

步驟三.在第二掩膜板的遮擋下，在第一導(dǎo)電類型第1外延層表面注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，形成第二導(dǎo)電類型第1注入?yún)^(qū)，所述第二導(dǎo)電類型第1注入?yún)^(qū)位于第一導(dǎo)電類型第1注入?yún)^(qū)之間；

步驟四.在第一導(dǎo)電類型第1外延層的表面生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類型第2外延層；

步驟五.在第一掩膜板的遮擋下，在第一導(dǎo)電類型第2外延層表面注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)，形成第一導(dǎo)電類型第2注入?yún)^(qū)；

步驟六.在第二掩膜板的遮擋下，在第一導(dǎo)電類型第2外延層表面注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，形成第二導(dǎo)電類型第2注入?yún)^(qū)，所述第二導(dǎo)電類型第2注入?yún)^(qū)位于第一導(dǎo)電類型第2注入?yún)^(qū)之間，去掉掩膜板；