[發(fā)明專(zhuān)利]N型超結(jié)器件及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811546184.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111341827A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勝安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳尚陽(yáng)通科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)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N型超結(jié)器件，其特征在于：包括由多個(gè)交替排列的N型柱和P型柱組成的超結(jié)結(jié)構(gòu)；每一所述N型柱和其鄰近的所述P型柱組成一個(gè)超結(jié)單元；

所述P型柱由填充于超結(jié)溝槽中的P型外延層組成，N型柱位于各所述超結(jié)溝槽之間的N型外延層組成，所述N型外延層形成于半導(dǎo)體襯底表面；

所述超結(jié)結(jié)構(gòu)根據(jù)提高器件的工藝一致性進(jìn)行設(shè)置，一致性提高通過(guò)提高各所述超結(jié)單元的所述P型柱的尺寸分布和摻雜濃度分布均勻性來(lái)實(shí)現(xiàn)；在保證所述超結(jié)單元的步進(jìn)不變或減少的條件下，通過(guò)增加所述P型柱的頂部寬度且將所述P型柱的頂部寬度設(shè)置為大于所述N型柱的頂部寬度來(lái)提高一致性；所述P型柱的頂部寬度比所述N型柱的頂部寬度大的差值越大，在保證各所述超結(jié)單元電荷平衡的條件下所述P型柱的摻雜濃度越低，所述P型柱的摻雜濃度越低，越有利于一致性的提高；在所述N型柱的頂部寬度縮小的條件下，通過(guò)提高所述N型柱的摻雜濃度來(lái)使所述N型柱的導(dǎo)通電阻得到保證或降低，所述N型柱的摻雜濃度越高，導(dǎo)通電阻的溫度敏感性越低，有利于器件的溫度應(yīng)用范圍增加。

2.如權(quán)利要求1所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：各所述超結(jié)單元的所述P型柱和所述N型柱之間的最佳平衡位置設(shè)置在區(qū)域所述超結(jié)單元的深度方向上的中心位置，在所述最佳平衡位置處，所述P型柱的摻雜濃度乘以寬度等于所述N型柱的摻雜濃度乘以寬度，所述最佳平衡位置的設(shè)置保證所述N型超結(jié)器件的擊穿位置趨于所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域。

3.如權(quán)利要求2所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：在深度方向上，所述P型柱的摻雜濃度的變化范圍為所述最佳平衡位置處的摻雜濃度的正負(fù)5％以?xún)?nèi)。

4.如權(quán)利要求1所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述超結(jié)溝槽的側(cè)面傾斜，以方便所述P型柱的P型外延層的填充。

5.如權(quán)利要求4所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述超結(jié)溝槽的側(cè)面傾角為大于等于88.6度小于90度。

6.如權(quán)利要求1所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述超結(jié)溝槽的側(cè)面垂直，以方便提高擊穿電壓。

7.如權(quán)利要求1所述的N型超結(jié)器件，其特征在于，所述N型超結(jié)器件為N型超結(jié)MOSFET，還包括：柵極結(jié)構(gòu)，P型阱，源區(qū)，漏區(qū)；

所述P型阱形成在所述P型柱的頂部并延伸到所述N型柱的頂部，被所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋的所述P型阱的表面用于形成溝道；

所述源區(qū)形成于所述P型阱中；

所述漏區(qū)形成于所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的背面。

8.如權(quán)利要求7所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述柵極結(jié)構(gòu)為平面柵結(jié)構(gòu)，包括依次形成在所述P型阱表面的柵介質(zhì)層和多晶硅柵，所述多晶硅柵從所述P型阱的頂部覆蓋所述P型阱。

9.如權(quán)利要求8所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：相鄰兩個(gè)所述P型柱頂部的所述P型阱在同一個(gè)所述N型柱的頂部具有間距，所述P型阱通過(guò)光刻工藝定義，在兩個(gè)相鄰的所述P型阱的間距中形成有JFET注入?yún)^(qū)。

10.如權(quán)利要求7所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述柵極結(jié)構(gòu)為溝槽柵結(jié)構(gòu)，包括依次形成在柵極溝槽中的柵介質(zhì)層和多晶硅柵，所述多晶硅柵從側(cè)面覆蓋所述P型阱。

11.如權(quán)利要求10所述的N型超結(jié)器件，其特征在于：所述P型阱采用全面注入形成，所述多晶硅柵在縱向上穿過(guò)所述P型阱。