[发明专利]一种纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件及其制备方法

权利要求书

1.一种纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件，包括：N型掺杂半导体衬底(1)，所述N型掺杂半导体衬底(1)的上面设有N型掺杂外延层(2)，所述N型掺杂外延层(2)的内部设有第一P型掺杂深阱区(31)、第二P型掺杂深阱区(32)和第三P型掺杂深阱区(33)，所述第一P型掺杂深阱区(31)的上侧设有P型掺杂区(4)，所述P型掺杂区(4)中设有N型掺杂源极接触区(7)，部分所述N型掺杂源极接触区(7)、部分所述P型掺杂区(4)、部分所述N型掺杂外延层(2)和所述第二P型掺杂深阱区(32)、第三P型掺杂深阱区(33)的上方设有栅氧化层(5)，部分所述栅氧化层(5)的上方设有多晶硅(6)，在部分所述栅氧化层(5)的上方设有介质氧化层(8)，在部分所述N型掺杂源极接触区(7)和部分所述P型掺杂区(4)的上方设有金属电极层(9)；所述第一P型掺杂深阱区(31)、所述P型掺杂区(4)、所述N型掺杂源极接触区(7)、所述栅氧化层(5)和所述多晶硅(6)共同构成所述纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件的内部原胞区域(100)，所述第二P型掺杂深阱区(32)和所述第三P型掺杂深阱区(33)共同构成所述纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件的终端耐压结构区域(101)，其特征在于，所述第一P型掺杂深阱区(31)、所述第二P型掺杂深阱区(32)和所述第三P型掺杂深阱区(33)的深度均不相同，所述P型掺杂深阱区(31)只在所述内部原胞区域(100)中出现，所述第二P型掺杂深阱区(32)和所述第三P型掺杂深阱区(33)只在所述终端耐压结构区域(101)中出现。

2.根据权利要求1所述的纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件，其特征在于，所述终端耐压结构区域(101)中所述第二P型掺杂深阱区(32)和所述第三P型掺杂深阱区(33)的深度小于所述内部原胞区域(100)中所述第一P型掺杂深阱区(31)的深度，且所述第三P型掺杂深阱区(33)的深度小于所述第二P型掺杂深阱区(32)的深度。

3.根据权利要求1所述的纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件，其特征在于，所述内部原胞区域(100)中所述第一P型深阱区(31)和所述N型掺杂外延层(2)交替排列构成超结耐压结构，所述终端耐压结构区域(101)中所述第二P型深阱区(32)、第三P型深阱区(33)和所述N型掺杂外延层(2)交替排列构成超结耐压结构。

4.一种用于如权利要求1所述的纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件的制备方法，其特征在于，它包括以下制备步骤：

1)取所述N型掺杂半导体衬底(1)，在所述N型掺杂半导体衬底(1)上生长所述N型掺杂外延层(2)，在所述N型掺杂外延层(2)上采用多次淀积和刻蚀氧化层的方式形成阶梯型深槽腐蚀牺牲层(10)；

2)淀积形成表面深槽腐蚀阻挡层(11)，在需要进行深槽腐蚀的区域光刻去除阻挡层，采用深槽腐蚀工艺，在所述表面深槽腐蚀阻挡层(11)的开口处腐蚀出深槽；

3)去除所述阶梯型深槽刻蚀牺牲层(10)和所述表面深槽腐蚀阻挡层(11)后，采用单晶硅回填工艺形成P型掺杂区(4)，再采用表面平坦化工艺，制作出不同深度的第一P型掺杂深阱区(31)、第二P型掺杂深阱区(32)和第三P型掺杂深阱区(33)；

4)采用干氧化工艺生长所述栅氧化层(5)，淀积多晶硅(6)，并进行刻蚀形成多晶硅栅电极，再进行P型杂质的光刻注入，并通过推阱形成P型掺杂区(4)，再进行N型杂质的光刻注入，并通过推阱形成N型掺杂源极接触区(7)；

5)淀积介质氧化层(8)，刻蚀接触孔，蒸铝，反刻铝，形成金属电极层(9)后，进行后续钝化处理，对圆片背面减薄，背面金属化处理后，即作为所述纵向超结双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的漏端电极。

5.如权利要求4所述的纵向超结金属氧化物场效应晶体管器件的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述的N型掺杂外延层(2)上最终形成的槽呈现不同深度，其深度梯度的大小由所述深槽腐蚀牺牲层(10)的厚度决定。