[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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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