[發明專利]一種超結MOSFET器件及其制造方法有效
| 申請號: | 201310408434.0 | 申請日: | 2013-09-06 |
| 公開(公告)號: | CN103474465A | 公開(公告)日: | 2013-12-25 |
| 發明(設計)人: | 朱袁正;李宗清 | 申請(專利權)人: | 無錫新潔能股份有限公司 |
| 主分類號: | H01L29/78 | 分類號: | H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336 |
| 代理公司: | 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228 | 代理人: | 林弘毅;聶漢欽 |
| 地址: | 214131 江蘇省無錫*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 mosfet 器件 及其 制造 方法 | ||
1.一種超結MOSFET器件,其特征在于:在所述超結MOSFET器件的截面上,半導體基板具有相對應的第一主面與第二主面,所述半導體基板由相鄰第一主面的第一導電類型漂移層和相鄰第二主面的第二導電類型襯底組成;第一導電類型漂移層內包括多對具有第一導電類型的第一柱和具有第二導電類型的第二柱;所述第一柱與第二柱沿著電流流通方向在半導體基板的第一導電類型漂移層內延伸;在垂直電流流通的方向上,由所述第一柱和第二柱構成的多對PN柱交替設置,在半導體基板內形成超結結構;
所述第一導電類型漂移層內設置有第二導電類型體區,所述第二導電類型體區與第二柱相連接,相鄰的第二導電類型體區間通過第一導電類型漂移層隔離;第二導電類型體區內設置有第一導電類型源區;相鄰第二導電類型體區之間的第一導電類型漂移層正上方設置有柵氧化層,所述柵氧化層與相應的第二導電類型體區及第一導電類型源區部分交疊;在柵氧化層上覆蓋有導電多晶硅,所述導電多晶硅上設置有絕緣介質層,所述絕緣介質層覆蓋于相應的導電多晶硅上并與相應的柵氧化層一起包覆導電多晶硅;相鄰的絕緣介質層間設有源極引線孔,所述源極引線孔內填充有源極金屬,所述源極金屬與導電多晶硅間通過絕緣介質層隔離;
所述第一導電類型漂移層內設置有緊鄰第二導電類型體區的第一導電類型的第一緩沖層及緊鄰第二柱的第一導電類型的第二緩沖層;第二導電類型體區與第一導電類型漂移層被所述第一導電類型的第一緩沖層隔離,第二柱與第一柱被所述第一導電類型的第二緩沖層隔離;第一導電類型的第一緩沖層和第一導電類型的第二緩沖層的雜質濃度大于第一導電類型漂移層及第一柱的雜質濃度;
對于N型超結MOSFET器件,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型超結MOSFET器件,所述第一導電類型為P型,所述第二導電類型為N型。
2.根據權利要求1所述超結MOSFET器件,其特征在于:在所述超結MOSFET器件的截面上,相鄰的第一導電類型的第一緩沖層相連接,或者被第一導電類型漂移層隔離。
3.根據權利要求1所述超結MOSFET器件,其特征在于:所述超結MOSFET器件包括平面柵型MOSFET結構或者溝槽柵型MOSFET結構。
4.一種超結MOSFET器件的制造方法,其特征在于包括如下步驟:
(a)提供具有兩個相對主面的半導體基板,所述半導體基板包括第一導電類型襯底及位于所述第一導電類型襯底上方的第一導電類型漂移層;所述第一導電類型漂移層對應的表面形成第一主面,所述第一導電類型襯底對應的表面形成第二主面;
(b)在所述半導體基板的第一主面上用掩膜選擇性的注入第一導電類型雜質,并高溫推結,形成第一導電類型的第一緩沖層;
(c)在所述第一導電類型的第一緩沖層內用掩膜選擇性的注入第二導電類型雜質,并高溫推結,形成第二導電類型體區,所述第二導電類型體區的結深小于第一導電類型的第一緩沖層的結深;
(d)在所述半導體基板的第一主面上淀積硬掩膜層,選擇性的掩蔽和刻蝕硬掩膜層,形成多個溝槽刻蝕的硬掩膜開口;
(e)通過所述硬掩膜開口,利用各項異性刻蝕方法在第一導電類型漂移層內形成多個溝槽;
(f)在所述半導體基板的第一主面上淀積一層含有第一導電類型雜質的第一導電類型介質層,所述第一導電類型介質層并覆蓋于溝槽內壁以及硬掩膜層表面;
(g)通過高溫推結,在溝槽的側壁和半導體基板的第一主面上形成第一導電類型的第二緩沖層,并去除上述第一導電類型介質層;
(h)在所述半導體基板的第一主面上淀積第二導電類型外延層,所述第二導電類型外延層填充于溝槽內,并覆蓋于硬掩膜層上;
(i)對覆蓋在所述半導體基板表面的第二導電類型外延層進行拋光和平坦化,并去除硬掩膜層,在第一導電類型漂移層內形成第二導電類型柱;第二導電類型柱之間的第一導電類型漂移層形成第一導電類型柱;所述第二導電類型柱與對應的第一導電類型柱共同組成超結結構;
(j)在所述半導體基板的第一主面上生長柵氧化層,所述柵氧化層覆蓋于半導體基板的第一主面;在柵氧化層上淀積一層導電多晶硅;并選擇性的刻蝕所述導電多晶硅及對應的柵氧化層;
(k)在所述半導體基板的第一主面上進行源區光刻,并注入第一導電類型雜質離子,通過高溫熱過程推結形成第一導電類型源區,所述第一導電類型源區位于第二導電類型體區內;
(l)在所述半導體基板的第一主面上淀積絕緣介質層,所述絕緣介質層覆蓋于半導體基板的第一主面,并覆蓋于導電多晶硅上;
(m)在所述絕緣介質層上,進行孔光刻和刻蝕,得到源極引線孔,所述源極引線孔位于相鄰導電多晶硅間,且源極引線孔從絕緣介質層的表面延伸到半導體基板的第一主面上;
(n)在所述半導體基板的第一主面上淀積金屬層,所述金屬層填充于源極引線孔內并覆蓋于絕緣介質層上,通過對所述金屬層光刻和刻蝕得到源極金屬;所述源極金屬與第一導電類型源區,以及第二導電類型柱或第二導電類型體區歐姆接觸;
對于N型超結MOSFET器件的制造方法,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型超結MOSFET器件的制造方法,所述第一導電類型為P型,所述第二導電類型為N型。
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