一种浮空电荷补偿MOS半导体装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种浮空电荷补偿MOS半导体装置，在MOS器件漂移层中设置了浮空相异导电类型的半导体材料，形成电荷补偿结构，从而降低器件的导通电阻和制造难度；本发明专利技术还提供了一种浮空电荷补偿MOS半导体装置的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种浮空电荷补偿MOS半导体装置及其制备方法
本专利技术涉及到一种浮空电荷补偿MOS半导体装置，本专利技术还涉及一种浮空电荷补 偿MOS半导体装置的制备方法。本专利技术的半导体装置是制造功率整流器件的基本结构。
技术介绍
功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，对于功率半导体器件，不 断降低导通电阻和不断提高电流密度的要求成为器件发展的重要趋势。传统高压MOS器件开通状态下的导通电阻主要受到漏区的漂移层电阻的影响。人 们提出电荷补偿结构，在MOS器件漏区漂移层中引入相异导电类型半导体材料形成超结结 构，可以极大降低MOS器件漏区的导通电阻，但是引入的相异导电类型半导体材料需要与 MOS器件的体区相连，增加了器件的制造难度和制造成本。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出，提供一种浮空电荷补偿MOS半导体装置及其制备方法。一种浮空电荷补偿MOS半导体装置，其特征在于:包括:衬底层，为半导体材料构 成；漂移层，为第一导电半导体材料构成，位于衬底层之上，漂移层中设置有垂直方向条状 第二导电半导体材料，条状第二导电半导体材料与第一导电半导体材料构交替排列；多个 MOS元胞，包括第二导电半导体材料构成的体区、第一导电半导体材料构成源区、沟道、栅绝 缘材料层和多晶半导体材料构成的栅极，位于漂移层表面，同时MOS元胞体区与漂移层中 条状第二导电半导体材料不相连。一种浮空电荷补偿MOS半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:在衬 底层表面形成第一导电半导体材料层，然后在表面形成绝缘材料层；进行光刻腐蚀工艺去 除表面部分绝缘层，然后刻蚀裸露半导体材料形成沟槽，沟槽内形成成第二导电半导体材 料；进行表面平整化，淀积形成第一导电半导体材料层；进行MOS元胞形成工艺，形成MOS 半导体装置。当半导体装置接一定的反向偏压时，漂移层中的第一导电半导体材料与第二导电 半导体材料形成电荷补偿结构，可以降低器件的导通电阻。同时因漂移层中第二导电半导 体材料与体区分离，降低了器件的制造难度和制造成本。【附图说明】图1为本专利技术的一种浮空电荷补偿MOS半导体装置剖面示意图；图2为本专利技术的一种浮空电荷补偿MOS半导体装置剖面示意图。其中，1、衬底层；2、漂移层；4、第二导电半导体材料；5、多晶第一导电半导体材料；7、二氧化硅；8、体区；9、源区。【具体实施方式】实施例1图1为本专利技术的一种浮空电荷补偿MOS半导体装置剖面示意图，下面结合图1详 细说明本专利技术的半导体装置。一种MOS半导体装置，包括:衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂 浓度为1E19/CM3 ;漂移层2，位于衬底层I之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺 杂浓度为1E16/CM3 ;第二导电半导体材料4，位于漂移层2中，为P传导类型的半导体硅材 料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM3;体区8，位于漂移层2表面，为第二导电半导体材料构 成；源区9，位于体区8表面，为第一导电半导体材料构成；二氧化硅7，位于沟道及漂移层2 表面；多晶第一导电半导体材料5,位于二氧化娃2的表面,形成器件的栅极。其制作工艺包括如下步骤:第一步，在衬底层I表面通过外延工艺，生长形成漂移层2，然后表面热氧化，形成 氧化硅；第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分氧化硅，然后刻蚀去除部分 裸露半导体硅材料形成沟槽，沟槽内外延生长形成第二导电半导体材料4，干法刻蚀；第三步，进行表面平整化工艺，然后外延淀积第一导电半导体材料层；第四步，进行平面VDMOS元胞形成工艺，形成MOS半导体装置，如图1所示。然后在此基础上，淀积金属铝，然后反刻铝，为器件引出源极和栅极。通过背面金 属化工艺为器件引出漏极。实施例2图2为本专利技术的一种浮空电荷补偿MOS半导体装置剖面示意图，下面结合图2详 细说明本专利技术的半导体装置。一种MOS半导体装置，包括:衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂 浓度为1E19/CM3 ;漂移层2，位于衬底层I之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺 杂浓度为1E16/CM3 ;第二导电半导体材料4，位于漂移层2中，为P传导类型的半导体硅材 料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM3;体区8，位于漂移层2表面，为第二导电半导体材料构 成；源区9,位于体区8表面,为第一导电半导体材料构成；二氧化娃7,位于沟槽内壁；多晶 第一导电半导体材料5,位于沟槽内，形成器件的栅极。其制作工艺包括如下步骤:第一步，在衬底层I表面通过外延工艺，生长形成漂移层2，然后表面热氧化，形成 氧化硅；第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分氧化硅，然后刻蚀去除部分 裸露半导体硅材料形成沟槽，沟槽内外延生长形成第二导电半导体材料4，干法刻蚀；第三步，进行表面平整化工艺，然后外延淀积第一导电半导体材料层；第四步，进行沟槽结构功率MOS元胞形成工艺，形成MOS半导体装置，如图2所示。然后在此基础上，淀积金属铝，然后反刻铝，为器件引出源极和栅极。通过背面金 属化工艺为器件引出漏极。通过上述实例阐述了本专利技术，同时也可以采用其它实例实现本专利技术，本专利技术不局 限于上述具体实例，因此本专利技术由所附权利要求范围限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮空电荷补偿MOS半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料构成；漂移层，为第一导电半导体材料构成，位于衬底层之上，漂移层中设置有垂直方向条状第二导电半导体材料，条状第二导电半导体材料与第一导电半导体材料构交替排列；多个MOS元胞，包括第二导电半导体材料构成的体区、第一导电半导体材料构成源区、沟道、栅绝缘材料层和多晶半导体材料构成的栅极，位于漂移层表面，同时MOS元胞体区与漂移层中条状第二导电半导体材料不相连。

【技术特征摘要】
1.一种浮空电荷补偿MOS半导体装置，其特征在于:包括:衬底层，为半导体材料构成；漂移层，为第一导电半导体材料构成，位于衬底层之上，漂移层中设置有垂直方向条状 第二导电半导体材料，条状第二导电半导体材料与第一导电半导体材料构交替排列；多个MOS元胞，包括第二导电半导体材料构成的体区、第一导电半导体材料构成源区、沟道、 栅绝缘材料层和多晶半导体材料构成的栅极，位于漂移层表面，同时MOS元胞体区与漂移 层中条状第二导电半导体材料不相连。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的衬底层可以为第二导电半导 体材料构成。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的漂移层中条状第二导电半导 体材料的高度大于等于漂移厚度的二分之一。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的漂移层中条状第二导电半导 体材料的俯视图可以为多个条状结构、多个圆形结构、多个多边形结构或互联叉指形结构。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的漂移层...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，
申请(专利权)人：朱江，
类型：发明
国别省市：