[發明專利]一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構及其制作方法

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• 申請號: 201910373790.0
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110010693A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 薛璐;王穎菲;張海濤
• 申請（專利權）人: 無錫紫光微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構，包括若干個相互并聯的超結器件單元，所述超結器件單元包括第一導電類型第一外延層（2）及位于第一導電類型第一外延層（2）下方的第一導電類型襯底（1），其特征在于，在所述第一導電類型第一外延層（2）上設有第一導電類型第二外延層（3），所述第一導電類型第二外延層（3）內設有第二導電類型體區（4），在所述第二導電類型體區（4）下方設有第二導電類型柱（6），所述第二導電類型柱（6）從第二導電類型體區（4）底部穿過第一導電類型第二外延層（3）延伸至第一導電類型第一外延層（2）內，且第二導電類型柱（6）深入到第一導電類型第一外延層（2）內的深度不超過5μm。

2.根據權利要求1所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構，其特征在于，所述第一導電類型第一外延層（2）的電阻率大于第一導電類型第二外延層（3）的電阻率。

3.根據權利要求1所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構，其特征在于，所述第一導電類型第一外延層（2）的電阻率為1ohm-300ohm，厚度為2μm~700μm。

4.根據權利要求1所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構，其特征在于，所述第二導電類型體區（4）內設有第一導電類型源區（5），所述第二導電類型體區（4）上方設有柵氧化層（7）、位于柵氧化層（7）上的導電多晶硅（8）、包圍所述柵氧化層（7）、導電多晶硅（8）的絕緣介質層（9）及源極金屬（10），所述源極金屬（10）分別與第一導電類型源區（5）、第二導電類型體區（4）接觸。

5.一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構的制作方法，包括若干個相互并聯的超結器件單元，其特征是，所述超結器件單元的制作方法包括如下步 驟：

第一步：選取第一導電類型硅襯底，作為第一導電類型襯底（2），采用外延工藝，在第一導電類型襯底（1）上表面生長第一導電類型第一外延層（2）；

第二步：在所述第一導電類型第一外延層（2）表面繼續生長第一導電類型第二外延層（3）；

第三步：通過第一光刻板的遮擋，在第一導電類型第二外延層（3）表面注入第二導電類型雜質，并高溫推阱，在第一導電類型第二外延層（3）內形成第二導電類型體區（4）；

第四步：通過第二光刻板的遮擋，對第二導電類型體區（4）進行刻蝕，在第二導電類型體區（4）內及下方形成深溝槽，在所述深溝槽內填充第二導電類型硅材料，形成位于第二導電類型體區（4）下方的第二導電類型柱（6），所述第二導電類型柱（6）深入到第一導電類型第一外延層（2）內的深度不超過5μm；

第五步：在第一導電類型第二外延層（3）上熱生長一層氧化層，在氧化層上淀積導電多晶硅，依次選擇性刻蝕導電多晶硅和氧化層，得到柵氧化層（7）及位于柵氧化層（7）上的柵極多晶硅（8）；

第六步：在第三光刻板的遮擋下，在第二導電類型體區（4）表面注入第一導電類型離子，并高溫推阱，在第二導電類型體區（4）內形成第一導電類型源區（5）；

第七步：在器件表面淀積絕緣介質層（9），選擇性刻蝕絕緣介質層（9），形成金屬接觸通孔；

第九步：在金屬接觸通孔內淀積金屬，得到源極金屬（10），在第一導電類型襯底（1）的下表面形成漏極金屬（11）。

6.根據權利要求1或5所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構及其制作方法，其特征在于，所述超結MOSFET的結構包括N型功率半導體器件的超結結構和P型功率半導體器件的超結結構，對于N型功率半導體器件的超結結構，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型，對于P型半導體器件的超結結構，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。

7.根據權利要求1或5所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構及其制作方法，其特征在于，所述超結MOSFET的結構包括IGBT器件和MOSFET器件。

8.根據權利要求1或5所述的一種高壓深溝槽型超結MOSFET的結構及其制作方法，其特征在于，所述第二導電類型柱（6）深度大于40μm。