【技术实现步骤摘要】
N型超结MOSFET及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路领域,特别是涉及一种N型超结(superjunction)MOSFET;本专利技术还涉及一种N型超结MOSFET的制造方法。
技术介绍
超结结构就是交替排列的N型柱和P型柱组成结构。如果用超结结构来取代垂直双扩散MOS晶体管(VerticalDouble-diffusedMetal-Oxide-Semiconductor,VDMOS)器件中的N型漂移区,在导通状态下通过N型柱提供导通通路,导通时P型柱不提供导通通路;在截止状态下由PN立柱共同承受反偏电压,就形成了超结金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)。超结MOSFET能在反向击穿电压与传统的VDMOS器件一致的情况下,通过使用低电阻率的外延层,而使器件的导通电阻大幅降低。现有超结器件中,在电流流动区中,有交替排列的P-N柱即P型柱和N型柱,以条状的P-N柱即交替排列的P型柱和N型柱的结构为例,每个N柱的上方有一个栅极结构如多晶硅栅,该多晶硅栅可以部分覆盖周边的P柱,也可以不覆盖,每个P柱的上方有一个P型阱(PWell),在P型阱里有一个N+源区,有一个接触孔,源极金属通过接触孔与源区相连,源极金属通过经过一个高浓度的P+接触区与P区即P型阱相连,源极金属即为组成源极的正面金属层。交替排列的P-N柱构成超结,由于相邻的P-N柱的横向耗尽,因此该结构能够采用很高的N型杂质浓度,得到很低的比导通电阻的情况下,还能得到很高的击穿电压,只要这个交替 ...
【技术保护点】
1.一种N型超结MOSFET,其特征在于,包括:N型掺杂的半导体衬底,所述半导体衬底具有第一掺杂浓度;在所述半导体衬底上形成有多个沟槽;在所述沟槽的底部的所述半导体衬底中形成有和所述沟槽自对准的通过氧离子注入或含氧物质注入和热过程形成的第一氧化层;在所述沟槽的底部表面和侧面形成有具有N型掺杂的第一外延层,所述第一外延层具有第二掺杂浓度;所述第二掺杂浓度大于所述第一掺杂浓度,所述第一外延层的N型杂质在热过程中扩散到邻近的所述半导体衬底中并在未填满的所述沟槽之间形成N型柱;在形成有所述第一外延层的所述沟槽中完全填充有P型掺杂的第二外延层,由所述第二外延层组成P型柱,所述P型柱和所述N型柱的电荷相匹配,由所述N型柱和所述P型柱交替排列组成超结结构;所述第一氧化层定义出所述超结结构底部的所述半导体衬底的厚度,N型超结MOSFET的正面结构形成于所述超结结构的正面,所述N型超结MOSFET的正面结构形成之后,所述半导体衬底的背面被减薄且减薄通过所述第一氧化层实现终点停止;所述第一氧化层在所述半导体衬底背面减薄后被去除;所述N型超结MOSFET的漏区由形成于被减薄后的所述半导体衬底的背面的背面全面 ...
【技术特征摘要】
1.一种N型超结MOSFET,其特征在于,包括:N型掺杂的半导体衬底,所述半导体衬底具有第一掺杂浓度;在所述半导体衬底上形成有多个沟槽;在所述沟槽的底部的所述半导体衬底中形成有和所述沟槽自对准的通过氧离子注入或含氧物质注入和热过程形成的第一氧化层;在所述沟槽的底部表面和侧面形成有具有N型掺杂的第一外延层,所述第一外延层具有第二掺杂浓度;所述第二掺杂浓度大于所述第一掺杂浓度,所述第一外延层的N型杂质在热过程中扩散到邻近的所述半导体衬底中并在未填满的所述沟槽之间形成N型柱;在形成有所述第一外延层的所述沟槽中完全填充有P型掺杂的第二外延层,由所述第二外延层组成P型柱,所述P型柱和所述N型柱的电荷相匹配,由所述N型柱和所述P型柱交替排列组成超结结构;所述第一氧化层定义出所述超结结构底部的所述半导体衬底的厚度,N型超结MOSFET的正面结构形成于所述超结结构的正面,所述N型超结MOSFET的正面结构形成之后,所述半导体衬底的背面被减薄且减薄通过所述第一氧化层实现终点停止;所述第一氧化层在所述半导体衬底背面减薄后被去除;所述N型超结MOSFET的漏区由形成于被减薄后的所述半导体衬底的背面的背面全面N型重掺杂离子注入区组成;在被减薄后的所述半导体衬底的背面的部分区域中还形成有由背面选择性P型离子注入区组成P型阻断层,用于减少器件的最大反向恢复电流并减少反向恢复时间。2.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:所述半导体衬底为硅衬底;所述第一外延层和所述第二外延层都为硅外延层。3.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:所述第二掺杂浓度为所述第一掺杂浓度的10倍以上。4.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:所述含氧物质注入的含氧物质为HO。5.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:背面减薄后位于所述超结结构底部的所述半导体衬底的厚度为50微米~100微米。6.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:所述正面结构包括沟道区,栅极结构,源区,层间膜,接触孔,正面金属层组成的源极和栅极;所述沟道区由P型阱组成,所述源区由N+掺杂区组成;所述N型超结MOSFET的背面结构还包括形成于所述漏区背面的由背面金属层组成的漏极。7.如权利要求1所述的N型超结MOSFET,其特征在于:所述P型阻断层的掺杂浓度比所述漏区的掺杂浓度低至少一个数量级。8.一种N型超结MOSFET的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、提供N型掺杂的半导体衬底,所述半导体衬底具有第一掺杂浓度;步骤二、在所述半导体衬底表面形成硬质掩膜层,进行光刻定义出沟槽的形成区域,采用干法刻蚀工艺在所述半导体衬底上形成有多个沟槽;步骤三、在所述沟槽的侧面和底部表面以及所述沟槽外的所述硬质掩膜层表面形成第二掩膜层,进行回刻将所述沟槽底部表面的所述第二掩膜层完全去除以及将所述沟槽侧面的所述第二掩膜层保留;步骤四、以回刻后的所述第二掩膜层为掩膜进行氧离子注入或含氧物质注入将氧杂质自对准的形成于所述沟槽的底部;进行热过程的处理将氧离子注入或含氧物质注入的氧和...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖胜安,
申请(专利权)人:深圳尚阳通科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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