【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，涉及一种多层外延超结场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、多层外延超结场效应晶体管(super junction mosfet)作为一种先进的功率mosfet器件技术广泛使用在电子电力系统中。当超结器件作为开关器件在电路中使用时，不可避免的会工作在一些不理想的工况下，比如短路工况，此时器件同时承受大电流和高电压，会导致器件快速发热，并且如果短路保护机制不及时启动，可能会导致器件损坏。
2、因此，如何提高超结器件的短路耐受能力，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多层外延超结场效应晶体管及其制备方法，用于解决现有超结器件的短路耐受能力有待提高的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多层外延超结场效应晶体管及其制备方法，包括以下步骤：
3、提供一衬底，形成第一半导体层于所述衬底上，所述第一半导体层包括第一外延层及位于所述第一外延层上表层的第一元胞区超结掺杂单元与第一终端区超结掺杂单元；
4、形成第二半导体层于所述第一半导体层上，所述第二半导体层包括至少一第二外延层，每一所述第二外延
5、形成第三半导体层于所述第二半导体层上，所述第三半导体层包括至少一双层结构，每一所述双层结构均包括第三外延层及位于所述第三外延层上的第四外延层，每一所述第三外延层的上表层均形成有第三元胞区超结掺杂单元与第三终端区超结掺杂单元，每一所述第四外延层的上表层均形成有第四元胞区超结掺杂单元与第四终端区超结掺杂单元，所述第三元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元预设距离，所述第四元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元预设距离；
6、形成第四半导体层于所述第三半导体层上，所述第四半导体层包括至少一第五外延层，每一所述第五外延层的上表层均形成有第五元胞区超结掺杂单元与第五终端区超结掺杂单元，所述第五元胞区超结掺杂单元位于所述第一元胞区超结掺杂单元的正上方；
7、进行退火处理以使所述第一元胞区超结掺杂单元、所述第二元胞区超结掺杂单元、所述第三元胞区超结掺杂单元、所述第四元胞区超结掺杂单元与所述第五元胞区超结掺杂单元扩散相连成元胞区超结柱，使所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元扩散相连成终端区超结柱。
8、可选地，所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元在厚度方向上位于一条直线上。
9、可选地，所述第一元胞区超结掺杂单元、所述第二元胞区超结掺杂单元、所述第三元胞区超结掺杂单元、所述第四元胞区超结掺杂单元与所述第五元胞区超结掺杂单元的宽度相同，所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元的宽度相同。
10、可选地，所述第三元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元的距离为所述第一元胞区超结掺杂单元的宽度的10％-40％，所述第四元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元的距离为所述第一元胞区超结掺杂单元的宽度的10％-40％。
11、可选地，所述元胞区超结柱的数量为多个，在所述元胞区超结柱的宽度方向上依次且间隔排列；所述终端区超结柱的数量为多个，在所述终端区超结柱的宽度方向上依次且间隔排列；所述终端区超结柱的宽度大于所述元胞区超结柱的宽度，相邻两个所述终端区超结柱之间的间距大于相邻两个所述元胞区超结柱之间的间距。
12、可选地，还包括以下步骤：
13、形成场氧层于所述第四半导体层上，所述场氧层覆盖所述终端区超结柱；
14、形成栅极结构于所述第四半导体层上，所述栅极结构位于所述元胞区超结柱的一侧，所述栅极结构包括栅介质层及位于所述栅介质层上的栅导电层；
15、形成体区于所述第四半导体层的上表层，所述体区正对所述第五元胞区超结掺杂单元，且所述体区的底面高于位于最顶层的且扩散后的所述第五元胞区超结掺杂单元的底面；
16、形成源区于所述体区的上表层；
17、形成覆盖所述栅极结构的层间介质层于所述第四半导体层上；
18、形成接触孔于所述层间介质层中；
19、形成正面金属互连层于所述层间介质层上及所述接触孔中；
20、从背面减薄所述衬底；
21、形成背面金属层于所述衬底背面。
22、可选地，所述第一外延层、所述第二外延层、所述第三外延层、所述第四外延层与所述第五外延层均为第一导电类型，所述元胞区超结柱与所述终端区超结柱均为与所述第一导电类型相反的第二导电类型，所述第一导电类型为n型或p型。
23、本专利技术还提供一种多层外延超结场效应晶体管，包括：
24、衬底；
25、外延层，位于所述衬底上；
26、元胞区超结柱，位于所述外延层中，所述元胞区超结柱的底面高于所述外延层的底面，所述元胞区超结柱包括自下而上依次相连的第一元胞区超结扩散区、第二元胞区超结扩散区、第三元胞区超结扩散区与第四元胞区超结扩散区，所述第一元胞区超结扩散区包括第一元胞区超结扩散单元，所述第二元胞区超结扩散区包括一个或在厚度方向上叠设的多个第二元胞区超结扩散单元，所述第二元胞区超结扩散单元位于所述第一元胞区超结扩散单元的正上方，所述第三元胞区超结扩散区包括一个或在厚度方向上叠设的多个第三元胞区超结子扩散区，所述第三元胞区超结子扩散区包括在厚度方向上叠设的第三元胞区超结扩散单元与第四元胞区超结扩散单元，所述第三元胞区超结扩散单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结扩散单元预设距离，所述第四元胞区超结扩散单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所述第一元胞区超结扩散单元预设距离，所述第四元胞区超结扩散区包括一个或在厚度方向上叠设的多个第五元胞区超结扩散单元，所述第五元胞区超结扩散单元位于所述第一元胞区超结扩散单元的正上方；
27、终端区超结柱，位于所述外延层中，所述终端区超结柱的底面高于所述外延层的底面。
28、可选地，所述第三元胞区超结扩散单元在宽度方向上向第一侧偏离本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元在厚度方向上位于一条直线上。
3.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第一元胞区超结掺杂单元、所述第二元胞区超结掺杂单元、所述第三元胞区超结掺杂单元、所述第四元胞区超结掺杂单元与所述第五元胞区超结掺杂单元的宽度相同，所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元的宽度相同。
4.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第三元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元的距离为所述第一元胞区超结掺杂单元的宽度的10％-40％，所述第四元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所
5.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述元胞区超结柱的数量为多个，在所述元胞区超结柱的宽度方向上依次且间隔排列；所述终端区超结柱的数量为多个，在所述终端区超结柱的宽度方向上依次且间隔排列；所述终端区超结柱的宽度大于所述元胞区超结柱的宽度，相邻两个所述终端区超结柱之间的间距大于相邻两个所述元胞区超结柱之间的间距。
6.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第一外延层、所述第二外延层、所述第三外延层、所述第四外延层与所述第五外延层均为第一导电类型，所述元胞区超结柱与所述终端区超结柱均为与所述第一导电类型相反的第二导电类型，所述第一导电类型为N型或P型。
8.一种多层外延超结场效应晶体管，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的多层外延超结场效应晶体管，其特征在于：所述第三元胞区超结扩散单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结扩散单元的距离为所述第一元胞区超结扩散单元的宽度的10％-40％，所述第四元胞区超结扩散单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所述第一元胞区超结扩散单元的距离为所述第一元胞区超结扩散单元的宽度的10％-40％。
10.根据权利要求8所述的多层外延超结场效应晶体管，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元在厚度方向上位于一条直线上。
3.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第一元胞区超结掺杂单元、所述第二元胞区超结掺杂单元、所述第三元胞区超结掺杂单元、所述第四元胞区超结掺杂单元与所述第五元胞区超结掺杂单元的宽度相同，所述第一终端区超结掺杂单元、所述第二终端区超结掺杂单元、所述第三终端区超结掺杂单元、所述第四终端区超结掺杂单元与所述第五终端区超结掺杂单元的宽度相同。
4.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述第三元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向第一侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元的距离为所述第一元胞区超结掺杂单元的宽度的10％-40％，所述第四元胞区超结掺杂单元在宽度方向上向与第一侧相反的第二侧偏离所述第一元胞区超结掺杂单元的距离为所述第一元胞区超结掺杂单元的宽度的10％-40％。
5.根据权利要求1所述的多层外延超结场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述元胞...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹小宝，
申请(专利权)人：瑶芯微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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