【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种超级结mosfet及其制造方法。
技术介绍
1、功率半导体器件对于电能的传输和转化发挥着关键作用。在众多功率器件中，金属氧化物半导体场效应晶体管（mosfet）因其栅极驱动简单、单极导通等优点得到了广泛关注。然而随着耐压级别的提升，功率mosfet的导通电阻不断增大，致使器件功耗急剧增大。
2、超结mosfet采用了n柱/p柱交替排列的耐压层结构，可以在获得较高击穿电压的同时，保持较小的导通电阻，从而大幅降低了器件的导通损耗。目前已普遍应用于开关电源、汽车电子等领域。
3、传统的沟槽栅超结mosfet器件结构如图5所示，理想情况下，当器件处于关断状态时，n柱和p柱完全耗尽，耗尽区中的电场分布非常均匀，从而在采用高掺杂浓度的前提下，获得了很高的击穿电压。然而实际制作中，当n柱、p柱的掺杂浓度较低时，耐压层较容易耗尽。当n柱、p柱的掺杂浓度较高时，耗尽变缓，在完全耗尽前就可能产生较大的横向电场，导致器件提前击穿。
技术实现思路
1、技术目的：针对现有技术中的不足，本专利技术公开了一种超级结mosfet及其制造方法。本专利技术的目的是在超结结构的耐压层掺杂浓度较高时，确保耐压层完全耗尽，避免器件提前击穿。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、一种超级结mosfet，包括：
4、漏极；
5、第一导电类型衬底，位于所述漏极之上；
6、第一导电类
7、第二导电类型柱区，位于所述第一导电类型衬底之上，与所述第一导电类型柱区毗邻；
8、第二导电类型阱区，位于所述第一导电类型柱区和第二导电类型柱区之上；
9、第一导电类型源区，位于所述第二导电类型阱区之中；
10、第一沟槽，贯穿所述第二导电类型阱区和第一导电类型源区，并延伸入第二导电类型柱区中，第一沟槽的宽度范围为1.0µm ~ 5.0µm，第一沟槽的深度大于第二导电类型阱区的深度，二者之差不小于0.3µm；
11、第二沟槽，位于所述第一沟槽底部，与所述第一沟槽相连通，第二沟槽的宽度小于第一沟槽的宽度，二者之差为0.5µm~3.0µm，
12、第二导电类型第一辅助柱区、第二导电类型第二辅助柱区，位于第二沟槽两侧；第二导电类型第一辅助柱区底面、第二导电类型第二辅助柱区底面、第二沟槽的底面与第二导电类型柱区的底面齐平；
13、第一导电材料，位于所述第一沟槽之中；
14、第一介质，位于所述第一沟槽之中，将所述第一导电材料与所述第一导电类型柱区、第二导电类型阱区和第一导电类型源区隔绝；
15、第二导电材料，位于所述第二沟槽之中；
16、第二介质，位于所述第二沟槽之中，将所述第二导电材料与所述第二导电类型第一辅助柱区、第二导电类型第二辅助柱区隔绝；
17、隔离介质层，位于所述第一导电类型外延层之上，完全覆盖第一导电材料；
18、源极，位于所述隔离介质层的两侧及之上。
19、一种超级结mosfet的制造方法，用于以上所述的一种超级结mosfet，包括以下步骤：
20、步骤1、在第一导电类型衬底上形成第一导电类型漂移区；
21、步骤2、对第一导电类型漂移区刻蚀形成若干不连通的第一导电类型柱区；
22、步骤3、在相邻第一导电类型柱区之间、第一导电类型衬底上形成第二导电类型柱区；
23、步骤4、在第一导电类型柱区和第二导电类型柱区之上形成第二导电类型阱区，在第二导电类型阱区之中形成第一导电类型源区；
24、步骤5、刻蚀形成贯穿第二导电类型阱区和第一导电类型源区，并延伸入第二导电类型柱区之中的第一沟槽；
25、步骤6、刻蚀形成与第一沟槽底部相连通的第二沟槽，在第二沟槽的两侧形成第二导电类型第一辅助柱区和第二导电类型第二辅助柱区；
26、步骤7、在第二沟槽的侧壁形成第二介质，在第二介质之间形成第二导电材料；在第一沟槽底部和侧壁形成第一介质，在第一介质之间形成第一导电材料；
27、步骤8、形成覆盖第一导电材料、第一介质的隔离介质层，在隔离介质层两侧及之上形成源极，在第一导电类型衬底底部形成漏极。
28、有益效果：
29、（1）本专利技术提出的超级结mosfet，于元胞中形成较浅的第一沟槽和较深的第二沟槽，第一沟槽用于形成栅极结构，第二沟槽用于形成第二导电材料和第二介质，并于第二沟槽两侧形成第二导电类型第一辅助柱区和第二导电类型第二辅助柱区。
30、（2）本专利技术提出的超级结mosfet，当器件处于关断状态时，第一导电类型柱区和第二导电类型柱区相互耗尽，同时借助第二导电类型第一辅助柱区和第二导电类型第二辅助柱区辅助耗尽，确保元胞中心位置的第一导电类型柱区完全耗尽。另外还借助第二导电材料和第二介质辅助耗尽，确保第二导电类型辅助柱区完全耗尽。如此设计可以充分发挥超结结构高击穿电压、低导通电阻的优势，避免器件提前击穿。
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1.一种超级结MOSFET，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超级结MOSFET，其特征在于：第二导电类型柱区底部与第一导电类型柱区底部齐平或不齐平；第二导电类型柱区底部与第一导电类型柱区底部不齐平时，第二导电类型柱区的深度小于第一导电类型柱区的深度，二者之差范围为0.5µm ~15.0µm。
3.根据权利要求1所述的一种超级结MOSFET，其特征在于：第二导电类型阱区之中还包括第二导电类型重掺杂区，第二导电类型重掺杂区与第一导电类型源区毗邻，第二导电类型重掺杂区的深度范围为0.1µm ~ 0.5µm，掺杂浓度为5e18cm-3 ~ 1e20cm-3。
4.根据权利要求1所述的一种超级结MOSFET，其特征在于：第二导电材料与第一导电材料电气连通或被第一介质电气隔离，电气隔离时第二导电材料与源极短接，第一导电材料与栅极短接。
5.根据权利要求1所述的一种超级结MOSFET，其特征在于：第一介质的厚度范围为30nm~ 100nm；第二介质的厚度范围为70nm ~ 500nm。
6.根据权利要求1所述的一种超级
7.一种超级结MOSFET的制造方法，用于制造如权利要求1-6任一所述的一种超级结MOSFET，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种超级结MOSFET的制造方法，其特征在于：步骤2中，对第一导电类型漂移区刻蚀形成第一导电类型柱区，第一导电类型柱区上设有若干不连通的沟槽；
9.根据权利要求7所述的一种超级结MOSFET的制造方法，其特征在于：步骤4中，在形成第一导电类型源区之后，通过离子注入工艺在第一导电类型源区之中形成第二导电类型重掺杂区。
...【技术特征摘要】
1.一种超级结mosfet，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超级结mosfet，其特征在于：第二导电类型柱区底部与第一导电类型柱区底部齐平或不齐平；第二导电类型柱区底部与第一导电类型柱区底部不齐平时，第二导电类型柱区的深度小于第一导电类型柱区的深度，二者之差范围为0.5µm ~15.0µm。
3.根据权利要求1所述的一种超级结mosfet，其特征在于：第二导电类型阱区之中还包括第二导电类型重掺杂区，第二导电类型重掺杂区与第一导电类型源区毗邻，第二导电类型重掺杂区的深度范围为0.1µm ~ 0.5µm，掺杂浓度为5e18cm-3 ~ 1e20cm-3。
4.根据权利要求1所述的一种超级结mosfet，其特征在于：第二导电材料与第一导电材料电气连通或被第一介质电气隔离，电气隔离时第二导电材料与源极短接，第一导电材料与栅极短接。
5.根据权利要求1所述的一种超级...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓磊，张跃，柏松，杨勇，黄润华，张腾，
申请(专利权)人：南京第三代半导体技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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