[发明专利]具沟槽型终端结构的超级结MOSFET结构及制备方法

权利要求书

1.具有沟槽型终端结构的超级结MOSFET器件，其特征在于，结构包括：

半导体基底，在该半导体基底的背面具有第一电极；

第一半导体层，包括有源区和终端区；其中：

有源区包括多个第一沟槽、源极区、基极区、钝化绝缘层、绝缘控制电极以及第二电极；所述第一沟槽内填充第二半导体层，该第二半导体层的导电类型与第一半导体层相反；所述源极区位于基极区内，导电类型与第一半导体层相同；所述基极区位于相邻的两个第一沟槽之间，导电类型与第二半导体层相同；所述钝化绝缘层覆盖在所述绝缘控制电极的顶部及周围；所述绝缘控制电极临近源极区和基极区，用于控制源极区和第一电极之间的电流流动；所述第二电极连续覆盖在所述钝化绝缘层之上；

终端区包括多个第二沟槽、钝化绝缘层和第二电极；所述第二沟槽的宽度大于第一沟槽，且内部填充第二半导体层和介质层；所述钝化绝缘层连续覆盖在第二沟槽之上；所述第二电极连续覆盖在绝缘钝化层之上。

2.根据权利要求1所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述第二沟槽表面呈环形，包围有源区第一沟槽，所述环形的拐角处为圆弧，其他地方为直线。

3.根据权利要求1或2所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述第一沟槽和第二沟槽各自呈等间距排列，第一沟槽和第二沟槽直边处的侧壁晶向为{100}或{111}。

4.根据权利要求1所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

5.具有沟槽型终端结构的超级结MOSFET器件，其特征在于，结构包括：

半导体基底，在该半导体基底的背面具有第一电极；

第一半导体层，包括有源区和终端区；所述终端区呈环形，包围有源区；其中：

有源区包括多个第一沟槽、源极区、具有第二传导类型的基极区、钝化绝缘层、绝缘控制电极和第二电极；所述第一沟槽内填充第二半导体层，该第二半导体层的导电类型与第一半导体层相反；所述源极区位于基极区内，导电类型与第一半导体层相同；所述基极区位于相邻的两个第一沟槽之间，导电类型与第二半导体层相同；所述钝化绝缘层覆盖在所述绝缘控制电极的顶部及周围；所述绝缘控制电极临近源极区和基极区，用于控制源极区和第一电极之间的电流流动；所述第二电极连续覆盖在所述钝化绝缘层之上；

终端区包括多个第二沟槽、多个第三沟槽、钝化绝缘层和第二电极；所述第二沟槽位于终端区的直边处，内部填充第二半导体层；所述第三沟槽位于终端区的拐角处，内部填充第二半导体层和介质层，且第三沟槽的宽度大于第一沟槽、第二沟槽的宽度；所述钝化绝缘层连续覆盖在第二沟槽和第三沟槽之上；所述第二电极连续覆盖在绝缘钝化层之上。

6.根据权利要求5所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽各自呈等间距排列，第一沟槽和第二沟槽直边处的侧壁晶向为{100}或{111}。

7.根据权利要求5或6所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述第一沟槽和第二沟槽宽度相同。

8.根据权利要求5所述的超级结MOSFET器件，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

9.权利要求1所述超级结MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在半导体基底上形成第一半导体层，并在该第一半导体层的上表面形成介质层；

2）在第一半导体层内部刻蚀出第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽位于有源区，所述第二沟槽位于终端区，且第二沟槽的宽度大于第一沟槽；

3）在第一沟槽和第二沟槽的内部生长第二半导体层，直至第一沟槽被完全填满；

4）用介质层继续填充第二沟槽，直至第二沟槽被完全填充；

5）沟槽表面平坦化，去除第一半导体层表面的介质层；

6）后续用常规MOSFET工艺制作基极区、源极区、绝缘控制电极、钝化绝缘层、第二电极和第一电极，完成超级结MOSFET器件的制备。

10.权利要求5所述超级结MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在半导体基底上形成第一半导体层，并在该第一半导体层的上表面形成介质层；

2）在第一半导体层内部刻蚀出第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽；所述第一沟槽位于有源区，所述第二沟槽位于环形终端区的直边部分；所述第三沟槽位于环形终端区的拐角处，且第三沟槽的宽度大于第一沟槽和第二沟槽的宽度；

3）在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的内部填充第二半导体层，直至第一沟槽和第二沟槽被完全填满；

4）用介质层继续填充第三沟槽，直至第三沟槽被完全填充；

5）沟槽表面平坦化，去除第一半导体层顶部的介质层；

6）后续用常规MOSFET工艺制作基极区、源极区、绝缘控制电极、钝化绝缘层、第二电极和第一电极，完成超级结MOSFET器件的制备。