超級結(jié)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領(lǐng)域，特別是指一種超級結(jié)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]超級結(jié)功率器件是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型功率半導體器件。它是在雙擴散金屬氧化物半導體(DMOS)的基礎(chǔ)上，通過引入超級結(jié)(Super Junct1n)結(jié)構(gòu)，除了具備DMOS輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定好、驅(qū)動電路簡單、易于集成等特點外，還克服了DMOS的導通電阻隨著擊穿電壓成2.5次方關(guān)系增加的缺點。目前超級結(jié)DMOS已廣泛應(yīng)用于面向個人電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、手機、照明(高壓氣體放電燈)產(chǎn)品以及電視機(液晶或等離子電視機)和游戲機等消費電子產(chǎn)品的電源或適配器。
[0003]目前超級結(jié)功率器件的制備工藝主要分成兩大類，一種是利用多次外延和注入的方式在N型外延襯底上形成P柱;另外一種是在深溝槽刻蝕加P柱填充的方式形成。
[0004]現(xiàn)有的深槽型超級結(jié)器件，如圖1所示，在襯底或外延中具有P柱，P柱之上為體區(qū)，P柱位于體區(qū)的中心處形成一種平衡的左右對稱狀態(tài)。體區(qū)之間為JFET區(qū)域，外延之上體區(qū)之間為柵極。圖2是器件的俯視圖。為了進一步降低導通電阻，必須要用更低電阻的外延基片，同時為了保持擊穿電壓不下降，需要將深槽的間距不斷縮短，來保證耗盡區(qū)能夠在溝槽之間完全展開。相對大尺寸深槽間距的超級結(jié)產(chǎn)品，深槽間的空間有足夠大用來形成對稱的雙溝道器件結(jié)構(gòu)，而隨著溝槽之間距離的減小，沒有足夠空間形成雙溝道。而溝槽間距的降低，會限制JFET區(qū)域的大小，影響到器件的溝道長度，提高導通電阻。
[0005]基于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，如圖3及圖4所示(圖4為俯視圖)，縮小P柱之間距離，會引起JFET區(qū)域電阻增大，如果增加JFET注入還會影響MOSFET溝道的濃度和有效長度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超級結(jié)器件，其具有耐擊穿的性能，同時又保證器件的開啟電壓和低導通電阻特性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種超級結(jié)器件，在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型;體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱溝槽平行;位于體區(qū)之下的P柱，其一側(cè)與體區(qū)的邊界對齊，P柱的另一側(cè)在體區(qū)的另一側(cè)邊界范圍內(nèi)，且與柵極的一側(cè)對齊，與柵極沒有重疊。
[0008]進一步地，所述外延中還存在P阱，所述P阱為柵極和P柱以外的區(qū)域。
[0009]進一步地，超級結(jié)器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。
[0010]本發(fā)明所述的超級結(jié)器件，通過新的體區(qū)與P柱溝槽的相對位置，在能縮小P柱溝槽間距的同時，保持溝道足夠的長度，以及溝道間JFET區(qū)域的大小，保證MOSFET管的正常溝道開啟特性，得到較小的導通電阻。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是現(xiàn)有超級結(jié)器件的剖面圖。
[0012]圖2是圖1的俯視圖。
[0013]圖3是縮小P柱之間間距的剖面示意圖。
[0014]圖4是圖3的俯視圖。
[0015]圖5是本發(fā)明器件的剖視圖。
[0016]圖6是本發(fā)明器件的俯視圖。
[0017]附圖標記說明
[0018]I是襯底或外延，2是體區(qū)，3是P柱，4是棚.極。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提供一種超級結(jié)器件，如圖5所示，在N型外延I中具有P柱3和體區(qū)2，所述P柱3位于體區(qū)2的下方，P柱3呈平行溝槽型;體區(qū)2之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極4，所述柵極4位于體區(qū)2之間的硅表面，并且柵極4與P柱溝槽3平行;位于體區(qū)2之下的P柱3，其一側(cè)與體區(qū)2的邊界對齊，P柱3的另一側(cè)在體區(qū)2的另一側(cè)邊界范圍內(nèi)。即P柱3與體區(qū)2是一種不對稱的結(jié)構(gòu)，P柱2并不像傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計位于體區(qū)3的中心處，形成左右對稱的結(jié)構(gòu)，而是偏向一側(cè)，P柱3和體區(qū)2的一側(cè)平齊，垂直投影重疊，而另一側(cè)則體區(qū)2超出P柱3的范圍，P柱3位于其垂直投影范圍內(nèi)，P柱的這一側(cè)與柵極邊緣對齊，與柵極不形成重疊。其俯視圖如圖6所示。
[0020]所述外延I中還存在P阱，所述P阱為柵極和P柱以外的區(qū)域。
[0021]超級結(jié)器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。
[0022]本發(fā)明所述的超級結(jié)器件，通過新的體區(qū)與P柱溝槽的相對位置，將P柱和體區(qū)做成不對稱的結(jié)構(gòu)，形成單溝道超級結(jié)器件，保持器件的開啟電壓和低的導通電阻。
[0023]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超級結(jié)器件，其特征在于:在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型;體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱溝槽平行;位于體區(qū)之下的P柱，其一側(cè)與體區(qū)的邊界對齊，P柱的另一側(cè)在體區(qū)的另一側(cè)邊界范圍內(nèi)，與柵極的一側(cè)對齊，與柵極沒有重疊。2.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件，其特征在于:所述外延中還存在P阱，所述P阱為柵極和P柱以外的區(qū)域。3.如權(quán)利要求2所述的超級結(jié)器件，其特征在于:超級結(jié)器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級結(jié)器件，在N型外延中具有體區(qū)和平行的溝槽型的P柱，所述P柱位于體區(qū)的下方；體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之上的硅表面；所述體區(qū)與P柱呈不對稱結(jié)構(gòu)，P柱的一側(cè)與體區(qū)的一側(cè)對齊，即垂直投影重疊；體區(qū)的另相對一側(cè)超出P柱的一側(cè)。本發(fā)明通過新的P柱與體區(qū)的相對位置，可以在縮小溝槽間距的同時，保持溝道的長度，以及溝槽間的JFET區(qū)域，保證MOSFET管的正常溝道開啟特性，得到較小的導通電阻。
【IPC分類】H01L29/78, H01L29/10, H01L29/06
【公開號】CN105529365
【申請?zhí)枴緾N201610064123
【發(fā)明人】王飛
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月29日