一种提升SGTMOSFET耐压的方法、SGTMOSFET器件及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种提升SGT MOSFET耐压的方法、SGT MOSFET器件及制造方法，该提升SGT MOSFET耐压的方法在SGT MOSFET的P

A method for improving the withstand voltage of sgtmosfet, sgtmosfet device and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种提升SGT MOSFET耐压的方法、SGT MOSFET器件及制造方法


[0001]本专利技术属于半导体领域，特别是涉及一种提升SGT MOSFET耐压的方法，本专利技术还涉及一种SGT MOSFET器件、制造P
‑
结区的方法及SGT MOSFET器件制造方法。

技术介绍

[0002]SGT（Shielded Gate Transistor，屏蔽栅极沟槽）MOSFET是一种新型的功率半导体器件。SGT工艺比普通沟槽更简单，开关损耗更小。此外，SGT比普通沟槽工艺深3
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5倍，可以使用更多的外延体积来阻挡电压，这也使得SGT的内阻比普通MOSFET低2倍以上。
[0003]常规SGT(Split
‑
Gate
‑
Trench,分裂栅极沟槽)MOSFET结构及电场分布如图1所示，常规SGT结构背面金属层1上布设N+半导体衬底，N+半导体衬底如硅衬底2的表面上形成N
‑
外延层3，沟槽形成于N
‑
外延层3中，栅极结构形成在沟槽中，包括氧化层4、源多晶硅5、IPO氧化层6、栅多晶硅7、介质层8和栅氧13；P
‑
阱区11形成于N
‑
外延层3的表面区域中，P
‑
阱区11底部的N
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外延层3做为漂移区；N+源区10形成在P
‑
阱区11的表面。
[0004]SGT(Split
‑
Gate
‑/>Trench,分裂栅极沟槽)MOSFET结构因其具有电荷耦合效应，在传统沟槽MOSFET垂直耗尽的基础上引入了水平耗尽，从而获得更高的器件击穿电压(BV)。如此就可以在同样击穿电压(BV)的情况下使用更浓N
‑
外延层3，从而能降低导通电阻(Rdson)。但是常规SGT MOSFET结构在P
‑
阱区11底部有第一电场尖峰，在源多晶硅5底部有第二电场尖峰，两个尖峰之间电场呈凹陷分布，使得器件耐压能力受限。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术所存在的技术问题，在此提供一种提升SGT MOSFET耐压的方法，该方法通过优化改善第一电场尖峰和第二电场尖峰之间的凹陷区域电场分布，从而实现器件耐压能力的提升。
[0006]本专利技术提供的提升SGT MOSFET耐压的方法在SGT MOSFET的P
‑
阱区底部形成的第一电场尖峰和在源多晶硅底部形成的第二电场尖峰之间引入第三电场尖峰，所述第三电场尖峰用于对所述第一电场尖峰和所述第二电场尖峰之间的电场进行拉升。
[0007]在一些实施方式中，所述第三电场尖峰被引入至所述第一电场尖峰和所述第二电场尖峰之间电场强度最低处。将第三电场尖峰引入电场强度最低处，更进一步地提升了耐压效果。
[0008]本专利技术在此的另一方面提供了一种SGT MOSFET器件，该器件包括用于形成第三电场尖峰的P
‑
结区，所述第三电场尖峰形成于在SGT MOSFET的P
‑
阱区底部形成的第一电场尖峰和在源多晶硅底部形成的第二电场尖峰之间。
[0009]在一些实实施方式中，所述P
‑
结区位于源多晶硅顶部区域。
[0010]本专利技术在此的第三方面提供了一种用于制造P
‑
结区的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：掺硼物质淀积；步骤二：掺硼物质回刻至指定位置；步骤三：高温快速退火，使掺硼物质中的硼扩散至沟槽外围的Si材料中，形成P
‑
结区。
[0011]在一些实施方式中，所述步骤二掺硼物质回刻至源多晶硅顶部1500
Ǻ
~3000
Ǻ
。
[0012]在一些实施方式中，所述掺硼物质中的硼扩散至沟槽外围的Si材料中时，扩散后的硼浓度大于此处衬底的磷浓度，以保证形成稳定有效地P
‑
结区。
[0013]在一些实施方式中，所述步骤三退火温度在800℃~1000℃之间。
[0014]本专利技术在此最后一方面提供了一种SGT MOSFET器件制造方法，该制造方法制造所得SGT MOSFET器件包括有P
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结区，所述P
‑
结区用于形成第三电场尖峰，所述第三电场尖峰形成于在SGT MOSFET的P
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阱区底部形成的第一电场尖峰和在源多晶硅底部形成的第二电场尖峰之间；该制造方法按照SGT工艺制造直至IPO氧化层淀积前，氧化层回刻时进行以下步骤：步骤一：氧化层回刻至源多晶硅下方；步骤二：掺硼物质淀积；步骤三：掺硼物质回刻至指定位置；步骤四：高温快速退火，使掺硼物质中的硼扩散至沟槽外围的Si材料中，形成P
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结区；步骤五：掺硼物质去除；掺硼物质去除后按照SGT工艺制造栅多晶硅、介质层、正面金属层、N+源区、P
‑
阱区和栅氧得到SGT MOSFET器件。
[0015]在一些实施方式中，所述氧化层回刻至源多晶硅下方1500
Ǻ
~2000
Ǻ
。
[0016]在一些实施方式中，所述掺硼物质回刻至源多晶硅顶部区域1500
Ǻ
~3000
Ǻ
。
[0017]在一些实施方式中，所述退火温度在800℃~1000℃之间。
[0018]采用本专利技术技术方案，可以达到的有益效果至少包括：1）本技术方案引入了第三电场尖峰，该尖峰改善了第一电场尖峰和第二电场尖峰之间的凹陷电场，增加了电场强度随距离积分的面积，实现了器件耐压能力的提升。
[0019]2）掺硼物质回刻至源多晶硅顶部1500
Ǻ
~3000
Ǻ
，因为靠近P
‑
阱区的电场强度最低，引入P
‑
结区的第三电场尖峰来拉升，但又不能跟其相连（相连后可能导致器件阈值过大，甚至无法开启），以更优地改善第一电场尖峰和第二电场尖峰之间的凹陷区域电场分布，耐压提升效果更好。
[0020]3）退火温度控制在800℃~1000℃之间有效地防止了欠扩散（P
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结区12深度很浅及浓度很低，影响耐压提升）或过扩散（P
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结区深度过深，严重者导致沟槽间相连，器件无法正常开启）。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为常规SGT MOSFET结构及电场分布图；图2为本专利技术提供的SGT MOSFET结构及电场分布图；图3
‑
8为本专利技术提供的SGT MOSFET器件制造方法的分步示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升SGT MOSFET耐压的方法，其特征在于，该方法在SGT MOSFET的P
‑
阱区底部形成的第一电场尖峰和在源多晶硅底部形成的第二电场尖峰之间引入第三电场尖峰，所述第三电场尖峰用于对所述第一电场尖峰和所述第二电场尖峰之间的电场进行拉升。2.根据权利要求1所述的提升SGT MOSFET耐压的方法，其特征在于，所述第三电场尖峰被引入至所述第一电场尖峰和所述第二电场尖峰之间电场强度最低处。3.一种SGT MOSFET器件，其特征在于，该器件包括用于形成第三电场尖峰的P
‑
结区，所述第三电场尖峰形成于在SGT MOSFET的P
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阱区底部形成的第一电场尖峰和在源多晶硅底部形成的第二电场尖峰之间。4.根据权利要求3所述的SGT MOSFET器件，其特征在于，所述P
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结区位于源多晶硅顶部区域。5.一种用于制造P
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结区的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：掺硼物质淀积；步骤二：掺硼物质回刻至指定位置；步骤三：高温快速退火，使掺硼物质中的硼扩散至沟槽外围的Si材料中，形成P
‑
结区。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤二掺硼物质回刻至源多晶硅顶部1500
Ǻ
~3000
Ǻ
。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述掺硼物质中的硼扩散至沟槽外围的Si材料中时，扩散后的硼浓度大于此处衬底的磷浓度。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：田甜，张伟，张小兵，廖光朝，
申请(专利权)人：深圳云潼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：