【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種超結(super?junction)器件的終端結構；本專利技術還涉及一種超結器件的終端結構的制造方法。
技術介紹
1、現有超結器件包括電流流動區通常也稱電荷流動區和承受電壓的終端區，在電流流動區和終端區之間還包括過渡區。在電流流動區中，有交替排列的p型柱和n型柱即p-n柱，p-n柱形成超結結構，通常，p型柱通常由填充于溝槽即超結溝槽中的p型外延層組成，n型柱由p型柱之間的n型外延層組成。以條狀的p-n柱的結構為例，每個n柱的上方有一個柵極結構，柵極結構包括平面柵結構和溝槽柵結構。對于平面柵結構，該柵極結構可以部分覆蓋周邊的p型柱，也可以不覆蓋，每個p型柱的上方有一個p型阱，在p型阱里有一個由n+區組成的源區；在源區頂部形成有一個接觸孔，源區通過頂部的接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極即金屬源極；同時，源區的接觸孔的底部還通過一個高濃度的p+接觸區與p型阱相連。
2、過渡區中有一個和電流流動區的p型阱相連的p型環區域，該p型區域上有接觸孔，接觸孔之下也有一個高濃度的p+接觸區；因此p型環通過p+接觸區和頂部的接觸孔接觸并通過頂部的接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極；這樣，p型環和電流流動區中的p型阱以及源區都連接到源極。
3、終端區用于在橫向上承受源區和漏區之間的電壓，在一般的超結mosfet器件中，該終端區主要由交替排列的p-n柱構成，或者在交替排列的p-n柱之外側，還有一個由n+區組成的截止區。這個交替排列的p-n柱在源區和漏區之間加反向偏置時，其中的
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種超結器件的終端結構，能改善終端結構的pn平衡，提高終端結構的耐壓能力并進而提高整個超結器件的耐壓能力，還能擴大器件的p型柱的工藝窗口，能提高器件的擊穿電壓一致性以及可靠性。為此，本專利技術還提供一種超結器件的終端結構的制造方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的超結器件的終端結構中，超結器件的中間區域為電流流動區，終端區環繞于所述電流流動區的外周，過渡區位于所述電流流動區和所述終端區之間。
3、在所述電流流動區、所述過渡區和所述終端區中都形成有超結結構；所述超結結構形成于半導體襯底中且所述超結結構由n型柱和p型柱交替排列而成，各所述p型柱具有第一初始p型雜質，各所述n型柱具有第一初始n型雜質，超結單元由一個所述n型柱和相鄰的所述p型柱組成。
4、終端結構形成于所述過渡區和所述終端區中，所述終端結構包括：所述超結結構、保護環氧化膜和第二p型注入雜質。
5、所述保護環氧化膜覆蓋在所述過渡區和所述終端區的所述超結結構的表面。
6、各所述p型柱具有第一表面區域，所述第一表面區域中的部分p型雜質會熱偏析到所述保護環氧化膜中從而使各所述p型柱的所述第一表面區域中的p型雜質量減少。
7、所述第二p型注入雜質位于所述終端區的所述超結結構的第二表面區域中，在所述電流流動區中無所述第二p型注入雜質；在所述終端區的所述p型柱中，所述第二表面區域和所述第一表面區域有交疊區域，所述第二p型注入雜質用于補償所述第一表面區域中p型雜質的減少量，從而改善所述終端區中的所述超結結構的pn平衡，所述第二p型注入雜質同時使所述終端區的所述n型柱的第二表面區域的n型凈摻雜量減少，以提高所述終端區中的所述超結結構的耐壓能力和提高所述p型柱的工藝窗口。
8、進一步的改進是，所述保護環氧化膜的組成膜包括熱氧化膜。
9、進一步的改進是，所述第一初始p型雜質包括硼或氟化硼。
10、進一步的改進是，在所述電流流動區中，各所述p型柱的表面還形成有p型阱，所述p型阱還延伸到相鄰的所述n型柱的表面上。
11、在所述過渡區中形成有p型環，所述p型環覆蓋在所述過渡區中的各所述超結單元的表面。
12、所述p型阱的摻雜濃度比所述p型柱的摻雜濃度高1至2個數量級，所述p型環的摻雜濃度比所述p型柱的摻雜濃度高1至2個數量級。
13、進一步的改進是，所述第二p型注入雜質包括硼或氟化硼，所述第二p型注入雜質的注入條件包括2e11cm-2～8e11cm-2。
14、進一步的改進是，通過調節所述第二p型注入雜質，將所述終端區的所述超結結構的耐壓能力調節到大于所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力，使所述超結器件的耐壓能力由所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力決定。
15、進一步的改進是，所述p型柱的工藝窗口為所述p型柱中所述第一初始p型雜質的摻雜濃度的變化窗口，所述p型柱的最低摻雜濃度取最佳平衡摻雜濃度，所述p型柱的最高摻雜濃度保證滿足所述超結器件的耐壓能力滿足最低耐壓要求值。所述終端區中的所述超結結構的耐壓能力提高使所述超結器件的耐壓能力提升，所述p型柱的最高摻雜濃度也增加，所述p型柱的工藝窗口擴大。
16、進一步的改進是，在所述半導體襯底表面上形成有第一外延層，所述超結結構形成于所述第一外延層中。
17、所述第一外延層為具有單一電阻率的單一外延層。
18、或者，所述第一外延層由第一外延子層和位于所述第一外延子層頂部表面的第二外延子層疊加而成，所述第二外延子層的電阻率低于所述第一外延子層的電阻率。
19、進一步的改進是，所述第一外延層為n型摻雜，所述p型柱的組成部分包括填充于溝槽中的p型摻雜的第二外延層，所述n型柱由所述p型柱之間的所述第一外延層組成；
20、所述第二外延層的p型摻雜濃度的波動范圍位于所述p型柱的工藝窗口內。
21、為解決上述技術問題，本專利技術提供的超結器件的終端結構的制造方法包括如下步驟：
22、步驟一、將超結器件的形成區域分成電流流動區，過渡區和終端區，所述超結器件的中間區域為電流流動區，終端區環繞于所述電流流動區的外周，過渡區位于所述電流流動區和所述終端區之間。
23、在所述電流流動區、所述過渡區和所述終端區中都形成超結結構；所述超結結構形成于半導體襯底中且所述超結結構由n型柱和p型柱交替排列而成，各所述p型柱具有第一初始p型雜質，各所述n型柱具有第一初始n型雜質，超結單元由一個所述n型柱和相鄰的所述p型柱組成。
24、步驟二、進行選擇性p型離子注入在所述終端區的所述超結結構的第二表面區域中形成第二p型注入雜質；在所述電流流動區中無所述第二p型注入雜質。
25、步驟三、形成保護環氧化膜并對所述保護環氧化膜進行圖形化刻蝕，所述圖形化刻蝕使所述保護環氧化膜僅在所述過渡區和所述終端區的所述超結結構的表面。
26、在形成所述保護本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種超結器件的終端結構，其特征在于：超結器件的中間區域為電流流動區，終端區環繞于所述電流流動區的外周，過渡區位于所述電流流動區和所述終端區之間；
2.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述保護環氧化膜的組成膜包括熱氧化膜。
3.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第一初始P型雜質包括硼或氟化硼。
4.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：在所述電流流動區中，各所述P型柱的表面還形成有P型阱，所述P型阱還延伸到相鄰的所述N型柱的表面上；
5.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第二P型注入雜質包括硼或氟化硼，所述第二P型注入雜質的注入條件包括2E11cm-2～8E11cm-2。
6.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：通過調節所述第二P型注入雜質，將所述終端區的所述超結結構的耐壓能力調節到大于所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力，使所述超結器件的耐壓能力由所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力決定。
7.如權利要求1所述的超結器
8.如權利要求7所述的超結器件的終端結構，其特征在于：在所述半導體襯底表面上形成有第一外延層，所述超結結構形成于所述第一外延層中；
9.如權利要求8所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第一外延層為N型摻雜，所述P型柱的組成部分包括填充于溝槽中的P型摻雜的第二外延層，所述N型柱由所述P型柱之間的所述第一外延層組成；
10.一種超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
11.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：步驟三中，所述保護環氧化膜的組成膜包括采用熱氧化工藝形成的熱氧化膜。
12.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：所述第一初始P型雜質包括硼或氟化硼。
13.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：在步驟三之前，還包括：
14.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：所述第二P型注入雜質包括硼或氟化硼，所述第二P型注入雜質的注入條件包括2E11cm-2～8E11cm-2。
15.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：通過調節所述第二P型注入雜質，將所述終端區的所述超結結構的耐壓能力調節到大于所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力，使所述超結器件的耐壓能力由所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力決定。
16.如權利要求10所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：所述P型柱的工藝窗口為所述P型柱中所述第一初始P型雜質的摻雜濃度的變化窗口，所述P型柱的最低摻雜濃度取最佳平衡摻雜濃度，所述P型柱的最高摻雜濃度保證滿足所述超結器件的耐壓能力滿足最低耐壓要求值，所述終端區中的所述超結結構的耐壓能力提高使所述超結器件的耐壓能力提升，所述P型柱的最高摻雜濃度也增加，所述P型柱的工藝窗口擴大。
17.如權利要求16所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：在所述半導體襯底表面上形成有第一外延層，所述超結結構形成于所述第一外延層中；
18.如權利要求17所述的超結器件的終端結構的制造方法，其特征在于：所述第一外延層為N型摻雜，步驟一包括如下分步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種超結器件的終端結構，其特征在于：超結器件的中間區域為電流流動區，終端區環繞于所述電流流動區的外周，過渡區位于所述電流流動區和所述終端區之間；
2.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述保護環氧化膜的組成膜包括熱氧化膜。
3.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第一初始p型雜質包括硼或氟化硼。
4.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：在所述電流流動區中，各所述p型柱的表面還形成有p型阱，所述p型阱還延伸到相鄰的所述n型柱的表面上；
5.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第二p型注入雜質包括硼或氟化硼，所述第二p型注入雜質的注入條件包括2e11cm-2～8e11cm-2。
6.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：通過調節所述第二p型注入雜質，將所述終端區的所述超結結構的耐壓能力調節到大于所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力，使所述超結器件的耐壓能力由所述電流流動區的所述超結結構的耐壓能力決定。
7.如權利要求1所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述p型柱的工藝窗口為所述p型柱中所述第一初始p型雜質的摻雜濃度的變化窗口，所述p型柱的最低摻雜濃度取最佳平衡摻雜濃度，所述p型柱的最高摻雜濃度保證滿足所述超結器件的耐壓能力滿足最低耐壓要求值，所述終端區中的所述超結結構的耐壓能力提高使所述超結器件的耐壓能力提升，所述p型柱的最高摻雜濃度也增加，所述p型柱的工藝窗口擴大。
8.如權利要求7所述的超結器件的終端結構，其特征在于：在所述半導體襯底表面上形成有第一外延層，所述超結結構形成于所述第一外延層中；
9.如權利要求8所述的超結器件的終端結構，其特征在于：所述第一外延層為n型摻雜，所述p型柱的組成部分包括填充于溝槽中的p型摻雜的第二外延層，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖勝安，曾大杰，范雨婷，干超，
申請(專利權)人：上海鼎陽通半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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