[发明专利]一种超结MOSFET器件及其制造方法

权利要求书

1.一种超结MOSFET器件，其特征在于：在所述超结MOSFET器件的截面上，半导体基板具有相对应的第一主面与第二主面，所述半导体基板由相邻第一主面的第一导电类型漂移层和相邻第二主面的第二导电类型衬底组成；第一导电类型漂移层内包括多对具有第一导电类型的第一柱和具有第二导电类型的第二柱；所述第一柱与第二柱沿着电流流通方向在半导体基板的第一导电类型漂移层内延伸；在垂直电流流通的方向上，由所述第一柱和第二柱构成的多对PN柱交替设置，在半导体基板内形成超结结构；

所述第一导电类型漂移层内设置有第二导电类型体区，所述第二导电类型体区与第二柱相连接，相邻的第二导电类型体区间通过第一导电类型漂移层隔离；第二导电类型体区内设置有第一导电类型源区；相邻第二导电类型体区之间的第一导电类型漂移层正上方设置有栅氧化层，所述栅氧化层与相应的第二导电类型体区及第一导电类型源区部分交叠；在栅氧化层上覆盖有导电多晶硅，所述导电多晶硅上设置有绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖于相应的导电多晶硅上并与相应的栅氧化层一起包覆导电多晶硅；相邻的绝缘介质层间设有源极引线孔，所述源极引线孔内填充有源极金属，所述源极金属与导电多晶硅间通过绝缘介质层隔离；

所述第一导电类型漂移层内设置有紧邻第二导电类型体区的第一导电类型的第一缓冲层及紧邻第二柱的第一导电类型的第二缓冲层；第二导电类型体区与第一导电类型漂移层被所述第一导电类型的第一缓冲层隔离，第二柱与第一柱被所述第一导电类型的第二缓冲层隔离；第一导电类型的第一缓冲层和第一导电类型的第二缓冲层的杂质浓度大于第一导电类型漂移层及第一柱的杂质浓度；

对于N型超结MOSFET器件，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；对于P型超结MOSFET器件，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。

2.根据权利要求1所述超结MOSFET器件，其特征在于：在所述超结MOSFET器件的截面上，相邻的第一导电类型的第一缓冲层相连接，或者被第一导电类型漂移层隔离。

3.根据权利要求1所述超结MOSFET器件，其特征在于：所述超结MOSFET器件包括平面栅型MOSFET结构或者沟槽栅型MOSFET结构。

4.一种超结MOSFET器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）提供具有两个相对主面的半导体基板，所述半导体基板包括第一导电类型衬底及位于所述第一导电类型衬底上方的第一导电类型漂移层；所述第一导电类型漂移层对应的表面形成第一主面，所述第一导电类型衬底对应的表面形成第二主面；

（b）在所述半导体基板的第一主面上用掩膜选择性的注入第一导电类型杂质，并高温推结，形成第一导电类型的第一缓冲层；

（c）在所述第一导电类型的第一缓冲层内用掩膜选择性的注入第二导电类型杂质，并高温推结，形成第二导电类型体区，所述第二导电类型体区的结深小于第一导电类型的第一缓冲层的结深；

（d）在所述半导体基板的第一主面上淀积硬掩膜层，选择性的掩蔽和刻蚀硬掩膜层，形成多个沟槽刻蚀的硬掩膜开口；

（e）通过所述硬掩膜开口，利用各项异性刻蚀方法在第一导电类型漂移层内形成多个沟槽；

（f）在所述半导体基板的第一主面上淀积一层含有第一导电类型杂质的第一导电类型介质层，所述第一导电类型介质层并覆盖于沟槽内壁以及硬掩膜层表面；

（g）通过高温推结，在沟槽的侧壁和半导体基板的第一主面上形成第一导电类型的第二缓冲层，并去除上述第一导电类型介质层；

（h）在所述半导体基板的第一主面上淀积第二导电类型外延层，所述第二导电类型外延层填充于沟槽内，并覆盖于硬掩膜层上；

（i）对覆盖在所述半导体基板表面的第二导电类型外延层进行抛光和平坦化，并去除硬掩膜层，在第一导电类型漂移层内形成第二导电类型柱；第二导电类型柱之间的第一导电类型漂移层形成第一导电类型柱；所述第二导电类型柱与对应的第一导电类型柱共同组成超结结构；

（j）在所述半导体基板的第一主面上生长栅氧化层，所述栅氧化层覆盖于半导体基板的第一主面；在栅氧化层上淀积一层导电多晶硅；并选择性的刻蚀所述导电多晶硅及对应的栅氧化层；

（k）在所述半导体基板的第一主面上进行源区光刻，并注入第一导电类型杂质离子，通过高温热过程推结形成第一导电类型源区，所述第一导电类型源区位于第二导电类型体区内；

（l）在所述半导体基板的第一主面上淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖于半导体基板的第一主面，并覆盖于导电多晶硅上；

（m）在所述绝缘介质层上，进行孔光刻和刻蚀，得到源极引线孔，所述源极引线孔位于相邻导电多晶硅间，且源极引线孔从绝缘介质层的表面延伸到半导体基板的第一主面上；

（n）在所述半导体基板的第一主面上淀积金属层，所述金属层填充于源极引线孔内并覆盖于绝缘介质层上，通过对所述金属层光刻和刻蚀得到源极金属；所述源极金属与第一导电类型源区，以及第二导电类型柱或第二导电类型体区欧姆接触；

对于N型超结MOSFET器件的制造方法，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；对于P型超结MOSFET器件的制造方法，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。