[發明專利]一種多層外延超結結構VDMOS的結構及其方法

在審

• 申請號: 202110033982.4
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112614895A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張永利;劉文;秦鵬海;王新強;王丕龍
• 申請（專利權）人: 深圳佳恩功率半導體有限公司
• 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權代理有限公司 42258
• 代理人: 劉丹

本發明提供了一種多層外延超結結構VDMOS的結構及其方法，包括漏極，所述漏極的上方設置有襯底，所述襯底的上方設置有n型漂移區，所述n型漂移區的內部設置有p型塊，所述p型塊的上方設置有p型阱，所述p型阱的內部設置有n+型源區和p+型短路區，所述p型阱的頂部設置有柵極氧化層，通過在n型漂移區設置垂直于條形多晶層方向的橫向p型塊，將主要承壓層p型塊區域與p型阱的延伸方向垂直，使p型塊長度不再成為限制單胞大小的因素，單胞大小完全由多晶層與多晶層間隔長度決定，同時將原流程第一次刻蝕、第二次刻蝕、第三次刻蝕后的推進工藝步驟整合為第三次刻蝕后，原制作工藝流程的三次推進整合為一次推進，大大節省了工藝時間與成本。

技術領域

本發明涉及VDMOS技術領域，具體涉及一種多層外延超結結構VDMOS的結構及其方法。

背景技術

目前，我國新型電力電子器件主要有VDMOS及IGBT類器件，常規VDMOS在高壓大電流應用場景下，導通電阻較大導致導通損耗明顯增加，超結結構VDMOS其獨特的電荷平衡結構，可以在保證電壓的情況下，大幅度降低導通電阻，從而改善導通損耗，多層外延超結VDMOS工藝較深溝槽超結結構易實現、工藝穩定，受各大廠家追捧，如何降低單胞尺寸以及工藝成本成為多層外延超結技術進步的方向。

發明內容

本發明實施例提供了一種多層外延超結結構VDMOS的結構及其方法，通過在n型漂移區設置垂直于條形多晶層方向的橫向p型塊，將主要承壓層p型塊區域與p型阱的延伸方向垂直，使p型塊長度不再成為限制單胞大小的因素，單胞大小完全由多晶層與多晶層間隔長度決定，同時將原流程第一次刻蝕、第二次刻蝕、第三次刻蝕后的推進工藝步驟整合為第三次刻蝕后，原制作工藝流程的三次推進整合為一次推進，大大節省了工藝時間與成本。

鑒于上述問題，本發明提出的技術方案是：

一種多層外延超結結構VDMOS的結構，包括漏極，所述漏極的上方設置有襯底，所述襯底的上方設置有n型漂移區，所述n型漂移區的內部設置有p型塊，所述p型塊的上方設置有p型阱，所述p型阱的內部設置有n+型源區和p+型短路區，所述p型阱的頂部設置有柵極氧化層，所述有柵極氧化層的上方設置有柵極多晶層，所述柵極多晶層的上方設置有源極氧化層，所述源極氧化層的上方設施有源極金屬。

為了更好的實現本發明技術方案，還采用了如下技術措施。

進一步的，所述n型漂移區通過五次外延過程形成。

進一步的，所述p型塊的數量至少大于一個，呈縱向均勻設置于所述n型漂移區的內部。

進一步的，所述n型漂移區在襯底表面通過化學氣相淀積法進行生成。

一種多層外延超結結構VDMOS的方法，包括以下步驟：

S1，第一次設置摻雜區，在襯底表面通過化學氣相淀積法生長n型飄移區；

S2，第一次光刻，通過光刻工藝在n型飄移區的頂部光刻出第一層p型塊注入窗口；通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第一層p型塊；去除p型塊注入窗口后，通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第一層n型塊；

S3，第二次設置摻雜區，在襯底表面通過化學氣相淀積法生長n型飄移區；第二次光刻，通過光刻工藝在n型飄移區的頂部光刻出第二層p型塊注入窗口；通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第二層p型塊；去除p型塊注入窗口后，通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第二層n型塊；

S4，第三次設置摻雜區，在襯底表面通過化學氣相淀積法生長n型飄移區，第三次光刻，通過光刻工藝在n型飄移區的頂部光刻出第三層p型塊注入窗口；通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第三層p型塊；去除p型塊注入窗口后，通過離子注入法注入到n型漂移區后，形成第三層n型塊；