制造垂直平面功率MOSFET的方法和制造沟槽栅极功率MOSFET的方法技术

技术编号：8981286 阅读：180 留言：0更新日期：2013-07-31 23:19

本发明专利技术涉及制造垂直平面功率MOSFET的方法和制造沟槽栅极功率MOSFET的方法。在含有具有超结结构的漂移区的超结功率MOSFET的制造步骤中，在形成超结结构之后，典型地执行引入体区等以及与其有关的热处理。然而，在其过程中，包括在超结结构内的P型柱区等中的每一个中的掺杂剂被扩散，从而导致分散的掺杂分布。这引起诸如在漏极与源极之间施加反向偏压时的击穿电压的劣化以及导通电阻的增大之类的问题。根据本发明专利技术，在制造基于硅的垂直平面功率MOSFET的方法中，形成沟道区的体区是通过选择性外延生长来形成的。

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【技术实现步骤摘要】
制造垂直平面功率MOSFET的方法和制造沟槽栅极功率MOSFET的方法相关申请的交叉引用将2012年I月25日提交的日本专利申请N0.2012-013030的公开内容(包括说明书、附图以及摘要)通过参考全部并入在本申请中。
技术介绍
本专利技术涉及在应用于半导体器件(或者半导体集成电路器件)(诸如垂直平面功率MOSFET或者沟槽栅极M0SFET)以及制造半导体器件的方法中的器件结构和器件制造技术时有效的技术。日本未经审查的专利公开N0.2007-173783 (专利文献I)或者与其对应的美国专利公开N0.7，928，470 (专利文献2)公开了一种技术，在该技术中，在基于硅的垂直平面功率MOSFET中，P.型体区(沟道区)通过外延生长被形成在超结(super junction)漂移区的整个表面上方。此外，日本未经审查的专利公开N0.2008-283151 (专利文献3)或者与其对应的美国专利公开N0.2011-136308 (专利文献4)公开了一种技术，在该技术中，在基于硅的沟槽功率MOSFET中，P型体区(沟道区)通过外延生长被形成在超结漂移区域的整个表面上方。[现有技术文献][专利文献][专利文献I]日本未经审查的专利公开N0.2007-173783[专利文献2]美国专利公开N0.7,928,470[专利文献3]日本未经审查的专利公开N0.2008-283151[专利文献4]美国专利公开N0.2011-136308
技术实现思路
在含有具有超结结构的漂移区的超结功率MOSFET的制造步骤中，在形成超结结构之后，典型地执行引入体区等以及与其有关的热处理。然而，在...
制造垂直平面功率MOSFET的方法和制造沟槽栅极功率MOSFET的方法

【技术保护点】
一种制造垂直平面功率MOSFET的方法，所述垂直平面功率MOSFET包括：（a）具有第一主表面和第二主表面的基于硅的半导体衬底；（b）具有超结结构的漂移区，在所述超结结构中交替地且重复地形成在半导体衬底中设置的第一导电类型的柱区和第二导电类型的柱区；（c）第一导电类型的漏极区，设置在半导体衬底的靠近第二主表面的半导体背表面区域中；（d）金属漏极电极，设置在半导体衬底的第二主表面上方；（e）第二导电类型的体区，设置在半导体衬底的靠近第一主表面的半导体顶表面区域中；（f）第一导电类型的源极区，所述源极区为半导体衬底的靠近第一主表面的半导体顶表面区域并且被设置在体区中；（g）栅极电极，隔着栅极绝缘膜设置在半导体衬底的第一主表面上方；以及（h）金属源极电极，设置在半导体衬底的第一主表面上方以便与源极区电耦接，制造垂直平面功率MOSFET的所述方法包括以下步骤：（x1）在第一导电类型的基于硅的晶片的顶表面侧形成超结结构；（x2）形成要用体区填充的沟槽，以用于将体区埋入超结结构的表面；以及（x3）通过选择性外延生长来填充要用体区填充的沟槽。

【技术特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-0130301.一种制造垂直平面功率MOSFET的方法，所述垂直平面功率MOSFET包括: (a)具有第一主表面和第二主表面的基于娃的半导体衬底； (b)具有超结结构的漂移区，在所述超结结构中交替地且重复地形成在半导体衬底中设置的第一导电类型的柱区和第二导电类型的柱区； (C)第一导电类型的漏极区，设置在半导体衬底的靠近第二主表面的半导体背表面区域中； Cd)金属漏极电极，设置在半导体衬底的第二主表面上方； (e)第二导电类型的体区，设置在半导体衬底的靠近第一主表面的半导体顶表面区域中； (f)第一导电类型的源极区，所述源极区为半导体衬底的靠近第一主表面的半导体顶表面区域并且被设置在体区中； (g)栅极电极，隔着栅极绝缘膜设置在半导体衬底的第一主表面上方；以及 (h)金属源极电极，设置在半导体衬底的第一主表面上方以便与源极区电耦接，制造垂直平面功率MOSFET的所述方法包括以下步骤: (Xl)在第一导电类型的基于硅的晶片的顶表面侧形成超结结构； (x2)形成要用体区填充的沟槽，以用于将体区埋入超结结构的表面；以及 (x3 )通过选择性外延生长来填充要用体区填充的沟槽。2.根据权利要求1所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中体区具有掺杂有碳的区域。3.根据权利要求1所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中源极区具有掺杂有碳的区域。4.根据权利要求1所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中第二导电类型的柱区被掺杂有锗或者碳。5.根据权利要求1所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中用于选择性外延生长的生长温度的范围从600°C到900°C。6.根据权利要求3所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中通过选择性外延生长来形成源极区的掺杂有碳的区域。7.根据权利要求3所述的制造垂直平面功率MOSFET的方法，其中通过团簇碳的离子注入来形成源极区的掺杂有碳的区域。8.一种制造沟槽栅极功率MOSFET的方法，所述沟槽栅极功率MOSFET包括: (a)具有第一主表面和第二主表面的半导体衬底； (b)具有超结结构的漂移区，在所述超结结构中交替地形成在半导体衬底中设置的第一导电类型的多个柱区中的每一个和第二导电类型的多个柱区中的每一个； (C)第一导电类型的漏极区，设置在半导体衬底的靠近第二主表面的半导体背表面区域中； Cd)金属漏极电极，设置在半导体衬底的第二主表面上方； (e)第二导电类型的体区，设置在半导体衬底的靠近第一主表面的半导体顶表面区域中； (f)从各具有第一导电类型的多个柱区中的每一个柱区内延伸通过体区并且到达半导体衬底的第一主表面的沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：江口聪司，安孙子雄哉，小暮淳一，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：

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