[發明專利]一種具低反向恢復電荷的雙溝道超結VDMOS器件及制造方法

有效

• 申請號: 202010439394.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111769158B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 成建兵;陳明;李浩錚
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/06;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

1.一種具低反向恢復電荷的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：包括漏電極(11)、重摻雜半導體襯底(12)、位于重摻雜半導體襯底上表面的第一N型柱區(13)與P型柱區(14)，第一N型柱區(13)與P型柱區(14)交替分布構成漂移區；第一N型柱區(13)頂部兩側分別設有一個P-body區(15)，P-body區(15)分別與第一N型柱區(13)、P型柱區(14)相接觸，每個P-body區(15)中分別設有一個第一重摻雜N+區(16)；第一N型柱區(13)的上方設有依次層疊的第二N型柱區(20)、P-base區(21)和第二重摻雜N+區(22)，第二N型柱區(20)、P-base區(21)、第二重摻雜N+區(22)形成層疊結構；該層疊結構的一側設有柵氧化層(18)，另一側設有沿縱向的第一薄氧化層(23)；

柵氧化層(18)的下表面與部分第一N型柱區(13)、部分P-body區(15)、部分第一重摻雜N+區(16)相接觸；第一薄氧化層(23)遠離層疊結構的一側設有第二薄氧化層(24)，第二薄氧化層(24)與部分第一N型柱區(13)、部分P-body區(15)相接觸；第二薄氧化層(24)遠離第一薄氧化層(23)的一側設有場氧化層(26)，場氧化層(26)與部分第一重摻雜N+區(16)相接觸；柵電極(19)埋設于柵氧化層(18)內，柵電極(19)位于P-body區(15)上方且覆蓋P-body區(15)，并使得柵電極(19)靠近層疊結構一側的縱向柵氧化層(25)的寬度與柵電極(19)下方的柵氧化層(18)的厚度相同，且柵電極(19)的高度高于P-base區(21)；第一薄氧化層(23)和第二薄氧化層(24)的厚度相同，且厚度小于縱向柵氧化層(25)的寬度；源電極(17)設于器件表面，源電極(17)與部分第一重摻雜N+區(16)和P-body區(15)的上表面、場氧化層(26)的兩側面和上表面、柵氧化層(18)的一側面和上表面、第二薄氧化層(24)的上表面、第一薄氧化層(23)的一側面相接觸。

2.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：所述第二N型柱區(20)和第一N型柱區(13)具有相同的摻雜濃度，第二N型柱區(20)的厚度是可調節的。

3.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：所述P-base區(21)和P-body區(15)具有相同的摻雜濃度，P-base區(21)的厚度是可調節的。

4.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：所述第二重摻雜N+區(22)和第一重摻雜N+區(16)具有相同的摻雜濃度，第二重摻雜N+區(22)的厚度是可調節的。

5.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：第二薄氧化層(24)和縱向柵氧化層(25)的厚度是可調節的。

6.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：第二N型柱區(20)、P-base區(21)、第二重摻雜N+區(22)三者的寬度相同。

7.根據權利要求1所述的雙溝道超結VDMOS器件，其特征在于：所述重摻雜半導體襯底(12)為N型或P型。

8.一種權利要求1～7任一項所述的雙溝道超結VDMOS器件的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)在重摻雜半導體襯底(12)上外延與第一N型柱區(13)摻雜濃度相同的薄膜，在薄膜上刻蝕P型柱區(14)溝槽，再采用多次外延或填充的方法形成P型柱區(14)；

(2)通過離子注入或擴散的方法形成P-body區(15)，通過離子注入或擴散的方法形成第一重摻雜N+區(16)；

(3)氧化形成場氧化層(26)，刻蝕出柵電極(19)窗口，形成柵氧化層(18)、縱向柵氧化層(25)，淀積形成柵電極(19)；

(4)將場氧化層(26)刻蝕出第二N型柱區(20)外延窗口，外延形成第二N型柱區(20)、P-base區(21)，離子注入形成第二重摻雜N+區(22)；

(5)刻蝕出源電極(17)窗口，形成第一薄氧化層(23)和第二薄氧化層(24)，金屬化形成源電極(17)；

(6)背面金屬化形成漏電極(11)。