[發(fā)明專利]一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110033959.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112614894A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丕龍;秦鵬海;張永利;王新強;劉文
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳佳恩功率半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42258
• 代理人: 劉丹

1.一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括N+襯底(1)：

所述N+襯底(1)的上表面設(shè)置有N漂移區(qū)(2)，所述N漂移區(qū)(2)的內(nèi)部呈等間距設(shè)置有多個P形基區(qū)(3)，相鄰的所述P形基區(qū)(3)之間通過所述N漂移區(qū)(2)將多個所述P形基區(qū)(3)隔離，相鄰的所述P形基區(qū)(3)之間設(shè)置有柵極氧化層(7)，所述柵極氧化層(7)的下表面且位于相鄰的所述P形基區(qū)(3)的邊緣延伸至所述P形基區(qū)(3)的內(nèi)部，所述柵極氧化層(7)的上表面設(shè)置有多硅晶柵極(8)，且多硅晶柵極(8)的中部斷開，以形成有多晶硅柵注入窗口，每個所述多硅晶柵極(8)的外側(cè)設(shè)置有介質(zhì)氧化層(9)，并保留多晶硅柵注入窗口，所述多晶硅柵注入窗口的下方且與所述N漂移區(qū)(2)的連接處設(shè)置有第二N+有源區(qū)(6)，并在所述第二N+有源區(qū)(6)的下方保留JFET區(qū)(10)，所述P形基區(qū)(3)的頂部沿橫向排布有第一N+有源區(qū)(5)、P+有源區(qū)(4)和第一N+有源區(qū)(5)，兩個所述第一N+有源區(qū)(5)之間形成連接孔，所述第一N+有源區(qū)(5)、所述多晶硅柵注入窗口和所述介質(zhì)氧化層(9)的上方均形成有介質(zhì)區(qū)(11)，所述介質(zhì)區(qū)(11)的上方設(shè)置有源級金屬(12)，所述源級金屬(12)的一端穿過所述介質(zhì)區(qū)(11)插接于所述連接孔中，所述源級金屬(12)位于所述連接孔內(nèi)部的一端與所述P+有源區(qū)(4)抵接、且表面與兩個所述第一N+有源區(qū)(5)相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N+襯底(1)的下方設(shè)置有漏極(13)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N漂移區(qū)(2)在所述N+襯底(1)的上表面通過化學(xué)氣相淀積法進行生成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述JFET區(qū)(10)和積累區(qū)對導(dǎo)通電阻的影響占比應(yīng)在10％～20％。

5.一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)的方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1～4任一項所述的一種降低JFET區(qū)和積累區(qū)電阻的VDMOS結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括以下步驟：

S1，設(shè)置摻雜區(qū)，在N+襯底(1)的上表面通過化學(xué)氣相淀積法生長N漂移區(qū)(2)；

S2，第一次光刻，通過光刻工藝在N飄移區(qū)(2)的頂部光刻出P形基區(qū)(3)注入窗口，通過離子注入法注入到N漂移區(qū)(2)后，形成P形基區(qū)(3)；

S3，第二次光刻，通過光刻工藝在P形基區(qū)(3)的頂部光刻出兩個第一N+有源區(qū)(5)注入窗口和連接孔，并在連接孔的頂部光刻出P+有源區(qū)(4)注入窗口，通過離子注入法注入到P形基區(qū)(3)后，形成兩個第一N+有源區(qū)(5)和P+有源區(qū)(4)；

S4，N漂移區(qū)(2)熱氧化處理，對N漂移區(qū)(2)上表面進行熱氧化處理，形成柵極氧化層(7)，將N型多晶硅淀積在部分柵極氧化層(7)上表面，形成多晶硅薄膜層，多晶硅薄膜層橫跨在相鄰的P形基區(qū)(3)之間且邊緣延伸至P形基區(qū)(3)內(nèi)，；

S5，第三次光刻，通過光刻工藝使多晶硅薄膜層形成多硅晶柵極(8)，并使部分多硅晶柵極(8)從中部斷開，形成多硅晶柵極(8)注入窗口，并通過光刻工藝，對多硅晶柵極(8)注入窗口同時注入N型重摻雜，分別形成第二N+有源區(qū)(6)及JFET區(qū)(10)；

S6，多硅晶柵極(8)熱氧化處理，在多硅晶柵極(8)的上表面進行熱氧化處理，形成介質(zhì)氧化層(9)；

S7，第四次光刻，通過光刻工藝使介質(zhì)氧化層(9)從中部斷開，以使保留多硅晶柵極(8)注入窗口；

S8，介質(zhì)區(qū)(11)沉積，在第一N+有源區(qū)(5)、多晶硅柵注入窗口和介質(zhì)氧化層(9)上表面沉積介質(zhì)區(qū)(11)；

S9，第五次光刻，通過光刻工藝對介質(zhì)區(qū)(11)刻蝕與連接孔相連通的通孔；

S10，源極金屬處理，在介質(zhì)區(qū)(11)上表面和通孔區(qū)域上表面沉積金屬層，金屬層通過穿過通孔區(qū)域進入連接孔與P+有源區(qū)(4)和第一N+有源區(qū)(5)連接形成源極金屬(12)；

S11，設(shè)置接觸窗口，去除N+襯底(1)的背面設(shè)置金屬材料層形成漏極(13)。