一种晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体管及其制备方法，包括依次贴合连接的金属漏极、衬底和外延层以及嵌设于所述外延层的正面结构；所述外延层内设有金属夹层，所述正面结构从所述外延层的正面向内延伸至穿过所述金属夹层。通过在外延层内设置金属夹层，金属夹层作为杂质原子掺杂在外延层内，而且正面结构嵌设入外延层内后穿过金属夹层，因此杂质原子可以形成复合中心，复合中心使晶体管内的非平衡载流子的复合过程从传统的直接复合改变为间接复合，这样减少了载流子的复合时间，进而减小了晶体管的反向恢复时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功率半导体器件
，尤其涉及一种晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)是一种用于处理高功率水平的特殊MOSFET,广泛应用于小于600V电压领域的开关器件。超结MOSFET在功率MOSFET上发展而来，采用超结的方法，大大提升MOSFET的击穿电压，同时降低其导通电阻。超结MOSFET一般采用多重外延、注入的方法制作，或者采用挖深槽的工艺制作，但是现有的超结MOSFET的自身二极管的反向恢复时间过长。
[0003]因此，需要提供一种晶体管及其制备方法来解决现有技术的不足。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中晶体管的反向恢复时间过长的问题，本专利技术提供了一种晶体管及其制备方法。
[0005]本专利技术提供一种晶体管，包括依次贴合连接的金属漏极、衬底和外延层以及嵌设于所述外延层的正面结构；
[0006]所述外延层内设有金属夹层，所述正面结构从所述外延层的正面向内延伸至穿过所述金属夹层。
[0007]进一步的，所述外延层包括多个外延分层，相邻两个所述外延分层间均设有所述金属夹层，所述正面结构依次穿过全部的所述金属夹层；多个所述外延分层的掺杂类型和掺杂浓度均相同。
[0008]进一步的，所述外延层包括两个所述外延分层，两个所述外延分层间设有一个所述金属夹层。
[0009]进一步的，所述正面结构包括多个传导柱、多个栅极和多个源极；多个所述传导柱分别嵌设于所述外延层内，每个所述传导柱的正面均嵌设有一个所述源极，所述源极的正面、所述传导柱的正面和所述外延层的正面平齐，所述源极的正面、所述传导柱的正面和所述外延层的正面形成第一平面；多个所述栅极分别设于所述第一平面上，每个所述栅极连接两个所述源极；
[0010]所述传导柱的传导类型和所述外延层的掺杂类型相异。
[0011]进一步的，多个所述传导柱均匀分布于所述外延层内。
[0012]进一步的，所述正面结构还包括多个传导阱，多个所述传导阱一一对应地设于所述传导柱的周围，所述传导阱的正面与所述第一平面平齐，所述传导阱嵌设入所述外延层的深度小于所述传导柱嵌设入所述外延层的深度。
[0013]基于同一专利技术构思，本专利技术提供了一种晶体管制备方法，包括下述步骤：
[0014]金属夹层制备：于衬底的正面或外延分层的正面生长一个外延分层，从外延分层
的正面扩散金属以形成嵌设于该外延分层内的金属夹层，从外延分层的正面填充传导分柱；
[0015]若金属夹层的个数满足预设要求，则进行下述外延分层制备的步骤，否则，重复一次或多次金属夹层制备的步骤直至金属夹层的个数满足预设要求后，进行下述外延分层制备的步骤，所述外延分层制备的步骤为：
[0016]于外延分层的正面生长一个新的外延分层，从新的外延分层的正面填充传导分柱。
[0017]进一步的，所述从外延分层的正面扩散金属以形成嵌设于该外延分层内的金属夹层包括：
[0018]通过磁控溅射工艺在外延分层的正面生长一个金属层；
[0019]通过酸刻蚀工艺将所述金属层进行清洗；
[0020]通过高温扩散工艺使外延分层上残留的金属扩散入外延分层的正面内以形成金属夹层。
[0021]进一步的，所述填充传导分柱包括：于所述外延分层的正面刻蚀一个或多个传导槽，分别向所述传导槽内填充半导体材料以形成传导分柱；
[0022]其中，于与衬底连接的外延分层上刻蚀的传导槽贯穿所述金属夹层且深度小于该外延分层的厚度，于其他外延分层上刻蚀的传导槽贯穿该外延分层；
[0023]其中，多个所述外延分层上的传导分柱的布置位置是相互一致的，多个外延分层上的同一位置处的传导分柱组成一个传导柱，多个所述外延分层组成外延层。
[0024]进一步的，所述外延分层制备的步骤之后，还包括：
[0025]分别于每个所述传导柱的周围注射、推阱半导体材料，形成传导阱；
[0026]于所述传导阱、传导柱和外延层的表面组成的第一平面上制备源极和栅极；
[0027]从所述衬底的背面做减薄处理至满足厚度要求，并于所述衬底的背面制备金属漏极。
[0028]本专利技术的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：
[0029]本专利技术提供的技术方案提供的晶体管，通过在外延层内设置金属夹层，金属夹层作为杂质原子掺杂在外延层内，而且正面结构嵌设入外延层内后穿过金属夹层，因此杂质原子可以形成复合中心，复合中心使晶体管内的非平衡载流子的复合过程从传统的直接复合改变为间接复合，这样减少了载流子的复合时间，进而减小了晶体管的反向恢复时间，当本专利技术提供的晶体管具体为超结MOSFET时，其自身二极管的反向恢复时间大大被缩短了。
附图说明
[0030]图1-10是本专利技术一个实施例提供的晶体管制备方法中各步骤的状态图。
[0031]其中，1-衬底；2-外延分层；3-金属夹层；4-传导槽；5-传导分柱；6-传导阱；7-源极；8-栅极；9-金属漏极。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0033]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0034]在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0035]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0036]此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管，其特征在于，包括依次贴合连接的金属漏极(9)、衬底(1)和外延层以及嵌设于所述外延层的正面结构；所述外延层内设有金属夹层(3)，所述正面结构从所述外延层的正面向内延伸至穿过所述金属夹层(3)。2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述外延层包括多个外延分层(2)，相邻两个所述外延分层(2)间均设有所述金属夹层(3)，所述正面结构依次穿过全部的所述金属夹层(3)；多个所述外延分层(2)的掺杂类型和掺杂浓度均相同。3.根据权利要求2所述的晶体管，其特征在于，所述外延层包括两个所述外延分层，两个所述外延分层间设有一个所述金属夹层(3)。4.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述正面结构包括多个传导柱、多个栅极(8)和多个源极(7)；多个所述传导柱分别嵌设于所述外延层内，每个所述传导柱的正面均嵌设有一个所述源极(7)，所述源极(7)的正面、所述传导柱的正面和所述外延层的正面平齐，所述源极(7)的正面、所述传导柱的正面和所述外延层的正面形成第一平面；多个所述栅极(8)分别设于所述第一平面上，每个所述栅极(8)连接两个所述源极(7)；所述传导柱的传导类型和所述外延层的掺杂类型相异。5.根据权利要求4所述的晶体管，其特征在于，多个所述传导柱均匀分布于所述外延层内。6.根据权利要求4所述的晶体管，其特征在于，所述正面结构还包括多个传导阱(6)，多个所述传导阱(6)一一对应地设于所述传导柱的周围，所述传导阱(6)的正面与所述第一平面平齐，所述传导阱(6)嵌设入所述外延层的深度小于所述传导柱嵌设入所述外延层的深度。7.一种晶体管制备方法，其特征在于，包括下述步骤：金属夹层(3)制备：于衬底(1)的正面或外延分层(2)的正面生长一个外延分层(2)，从外延分层(2)的正面扩散金属以形成嵌设于该外延分层(2)内的金属夹层(3)，从外延分层(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇强，曾丹，敖利波，薛勇，张祎龙，陈道坤，史波，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：