[发明专利]一种高压多次外延型超结MOSFET的结构及制造方法在审
申请号: | 201910373791.5 | 申请日: | 2019-05-07 |
公开(公告)号: | CN110010694A | 公开(公告)日: | 2019-07-12 |
发明(设计)人: | 薛璐;王颖菲;张海涛 | 申请(专利权)人: | 无锡紫光微电子有限公司 |
主分类号: | H01L29/78 | 分类号: | H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06 |
代理公司: | 无锡市大为专利商标事务所(普通合伙) 32104 | 代理人: | 曹祖良 |
地址: | 214135 江苏省无锡市新区菱*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 外延层 第一导电类型 导电类型 体区 超结MOSFET 电阻率 半导体器件 超结器件 耐压能力 外延工艺 衬底 制造 穿过 生长 延伸 | ||
1.一种高压多次外延型超结MOSFET的结构,包括若干个相互并联的超结器件单元,所述超结器件单元包括第一导电类型第一外延层(2)及位于第一导电类型第一外延层(2)下方的第一导电类型衬底(1),其特征在于,在所述第一导电类型第一外延层(2)上设有多次外延形成的第一导电类型第二外延层(3),所述第一导电类型第二外延层(3)内设有第二导电类型体区(4),在所述第二导电类型体区(4)下方设有多次外延第二导电类型柱(6),所述多次外延第二导电类型柱(6)从第二导电类型体区(4)底部穿过第一导电类型第二外延层(3)延伸至第一导电类型第一外延层(2)内,且多次外延第二导电类型柱(6)深入到第一导电类型第一外延层(2)内的深度不超过5μm。
2.根据权利要求1所述的一种高压多次外延型超结MOSFET的结构,其特征在于,所述第一导电类型第一外延层(2)的电阻率大于第一导电类型第二外延层(3)的电阻率。
3.根据权利要求1所述的一种高压多次外延型超结MOSFET的结构,其特征在于,所述第一导电类型第一外延层(2)的电阻率为1ohm-300ohm,厚度为2μm~700μm。
4.根据权利要求1所述的一种高压多次外延型超结MOSFET的结构,其特征在于,所述第二导电类型体区(4)内设有第一导电类型源区(5),所述第二导电类型体区(4)上方设有栅氧化层(7)、位于栅氧化层(7)上的导电多晶硅(8)、包围所述栅氧化层(7)、导电多晶硅(8)的绝缘介质层(9)及源极金属(10),所述源极金属(10)分别与第一导电类型源区(5)、第二导电类型体区(4)接触。
5.一种高压多次外延型超结MOSFET的结构的制作方法,包括若干个相互并联的超结器件单元,其特征是,所述超结器件单元的制作方法包括如下步 骤:
第一步:选取第一导电类型硅衬底,作为第一导电类型衬底(2),采用外延工艺,在第一导电类型衬底(2)上表面生长一层第一导电类型第一外延层(2);
第二步:通过第一光刻板的遮挡下,在所述第一导电类型第一外延层(2)表面注入第二导电类型杂质,形成未扩散的第二导电类型层(12);
第三步:在器件表面继续生长一层薄的第一导电类型第二外延层(31);通过第一光刻板的遮挡下,在薄的第一导电类型第二外延层(31)的表面注入第二导电类型杂质,形成未扩散的第二导电类型层(12);
第四步:重复第三步若干次,最后再生长一层第一导电类型顶层外延层(32),若干层薄的第一导电类型第二外延层(31)和第一导电类型顶层外延层(32)共同构成了第一导电类型第二外延层(3);
所述第一导电类型第一外延层(2)的电阻率大于第一导电类型第二外延层(3)的电阻率;
第五步:对第一导电类型第二外延层(3)注入的第二导电类型杂质离子进行高温退火,在第一导电类型第二外延层(3)内形成多次外延第二导电类型柱(6),所述多次外延第二导电类型柱(6)深入到第一导电类型第一外延层(2)内的深度不超过5μm;
第六步:通过第二光刻板的遮挡,在第一导电类型顶层外延层(32)表面注入第二导电类型杂质,并高温推阱,在第一导电类型第二外延层(3)内形成第二导电类型体区(4);
第七步:在第一导电类型第二外延层(3)上热生长一层氧化层,在氧化层上淀积导电多晶硅,依次选择性刻蚀导电多晶硅和氧化层,得到栅氧化层(7)及位于栅氧化层(7)上的栅极多晶硅(8);
第八步:在第三光刻板的遮挡下,在第二导电类型体区(4)表面注入第一导电类型离子,并高温推阱,在第二导电类型体区(4)内形成第一导电类型源区(5);
第九步:在器件表面淀积绝缘介质层(9),选择性刻蚀绝缘介质层(9),形成金属接触通孔;
第十步:在金属接触通孔内淀积金属,得到源极金属(10),在第一导电类型衬底(1)的下表面形成漏极金属(11)。
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