[發(fā)明專利]一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的VDMOS器件及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810162803.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN108365010B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海韻;儲(chǔ)團(tuán)結(jié);叢艷欣;李亞娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 龍濤

1.一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的VDMOS器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供N型襯底，在所述N型襯底的上表面形成N+外延層，在N+外延層的上表面形成P-外延層，外延后進(jìn)行表面平坦化；

在P-外延層的兩側(cè)形成深溝槽，深溝槽的底部延伸至N+外延層的上表面；

在所述深溝槽內(nèi)部形成PN交替超結(jié)區(qū)；

通過(guò)光刻注入和熱驅(qū)注入N型離子，驅(qū)入后，P-外延層的中間部分、P-外延層的兩側(cè)邊及N+外延層共同形成N+區(qū)，其中P-外延層的中間部分相當(dāng)于N+區(qū)的中央?yún)^(qū)，N+外延層相當(dāng)于N+區(qū)的底邊區(qū)，N+區(qū)的中央?yún)^(qū)兩側(cè)與PN交替超結(jié)區(qū)之間形成P-體區(qū)；

在所述N+區(qū)與所述P-體區(qū)的連接處上表面形成柵極氧化層，在柵極氧化層的表面沉積形成多晶硅柵極；

在多晶硅柵極的兩側(cè)所述P-體區(qū)進(jìn)行光刻注入形成N+源區(qū)；

在所述PN交替超結(jié)區(qū)與所述N+源區(qū)連接處的上表面形成器件源極金屬，在所述N+區(qū)的側(cè)邊區(qū)的上表面形成器件漏極金屬，在所述器件源極金屬、器件漏極金屬和多晶硅柵極之間水平鋪設(shè)形成介質(zhì)層隔離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述外延后進(jìn)行表面平坦化之后還包括：快速退火步驟；

所述快速退火步驟的溫度范圍為1050℃～1100℃，氣氛為氫氣或氮?dú)狻?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，該制作方法基于具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的VDMOS器件實(shí)現(xiàn)，所述具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的VDMOS器件包括：N型襯底、N+區(qū)、P-體區(qū)、PN交替超結(jié)區(qū)、N+源區(qū)、柵極氧化層、多晶硅柵極、介質(zhì)層隔離、器件源極金屬和器件漏極金屬；

所述N+區(qū)為由中央?yún)^(qū)、底邊區(qū)和側(cè)邊區(qū)組成的電子漂移區(qū)；

所述N型襯底的上方與所述N+區(qū)的底邊區(qū)連接，所述N+區(qū)的內(nèi)表面向中央?yún)^(qū)延伸為所述P-體區(qū)，所述PN交替超結(jié)區(qū)位于所述N+區(qū)的中央?yún)^(qū)的兩側(cè)、所述N+區(qū)的側(cè)邊區(qū)與P-體區(qū)之間，所述P-體區(qū)的上表面與所述PN交替超結(jié)區(qū)相連接處設(shè)有所述N+源區(qū)，所述柵極氧化層覆蓋于所述N+源區(qū)、N+區(qū)、P-體區(qū)連接處的上表面，所述柵極氧化層上方設(shè)有所述多晶硅柵極，所述PN交替超結(jié)區(qū)與所述N+源區(qū)連接處的上表面設(shè)置有器件源極金屬，所述N+區(qū)的側(cè)邊區(qū)的上表面設(shè)有器件漏極金屬，所述多晶硅柵極的上表面及其與所述器件源極金屬之間、所述器件源極金屬與器件漏極金屬之間均水平鋪設(shè)有所述介質(zhì)層隔離；

其中，所述PN交替超結(jié)區(qū)由P+層與N+層縱向間隔交替排列，且所述PN交替超結(jié)區(qū)的上下表面均為P+層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述PN交替超結(jié)區(qū)由三層P+層與兩層N+層縱向間隔交替排列，且上下表面均為P+層；

所述P+層由上到下分別為第一P+層、第二P+層和第三P+層，所述N+層分別為第一N+層和第二N+層，所述第一N+層位于第一P+層與第二P+層之間，所述第二N+層位于第二P+層與第三P+層之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第一P+層、第二P+層和第三P+層的摻雜濃度依次遞減，所述第一P+層摻雜劑量為4E15～5E15，所述第二P+層的摻雜劑量為3E15～4E15，所述第三P+層的摻雜劑量為2E15～3E15，摻雜劑量的單位為離子個(gè)數(shù)/平方厘米。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第一N+層和第二N+層的摻雜劑量均為2E15，摻雜劑量的單位為離子個(gè)數(shù)/平方厘米。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述N+區(qū)為N型重?fù)诫s區(qū)，摻雜劑量為1E15～2E15，摻雜劑量的單位為離子個(gè)數(shù)/平方厘米，截面寬度為2～5μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述PN交替超結(jié)區(qū)的截面寬度為5～10μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述PN交替超結(jié)區(qū)中每層P+層或N+層的厚度為2～3μm。