【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于半導(dǎo)體，具體涉及一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、超級結(jié)由形成于半導(dǎo)體襯底上的交替排列的p型薄層和n型薄層組成，利用p型薄層即p型柱(p-pillar)和n型薄層即n型柱(n-pillar)完成匹配形成的耗盡層來承擔(dān)反向耐壓。與傳統(tǒng)垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(vdmos)相比，在相同的耐壓規(guī)格下，超級結(jié)器件的導(dǎo)通電阻降低明顯。
2、現(xiàn)有深溝槽超級結(jié)器件的終端結(jié)構(gòu)主要包括：有源區(qū)、過渡區(qū)和終端區(qū)。其中，有源區(qū)、過渡區(qū)和終端區(qū)的溝槽深度都是相同的，在電荷平衡點濃度下，三個區(qū)域的耐壓相差不大，如果n型柱的濃度大于p型柱會導(dǎo)致終端區(qū)和過渡區(qū)的耐壓要低于有源區(qū)。在器件發(fā)生雪崩擊穿時，電流會集中在耐壓較低的區(qū)域：終端區(qū)和過渡區(qū)，該區(qū)域會因為電流集中導(dǎo)致熱損壞。超級結(jié)器件對工藝要求非常高，在工藝無誤差的情況下超級結(jié)功率器件終端的耐壓約為有源區(qū)耐壓的99.5%。但是，在實際加工過程中，由于工藝參數(shù)的波動，超級結(jié)器件的終端耐壓很容易下降至有源區(qū)的96%以下。終端區(qū)和過渡區(qū)的耐壓低于有源區(qū)后，器件擊穿位置容易發(fā)生在終端區(qū)或者過渡區(qū)，導(dǎo)致器件的抗雪崩能力下降。
3、因此，現(xiàn)有深溝槽超級結(jié)器件存在終端區(qū)和過渡區(qū)耐壓低于有源區(qū)耐壓，導(dǎo)致器件抗雪崩能力低的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本專利技術(shù)提供了一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)及其制備方法。本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
2、本專利技術(shù)
3、所述至少一個第一p型外延層、所述第一n型外延層自下至上依次層疊設(shè)置；
4、所述若干n型摻雜區(qū)從每個所述第一p型外延層的第一表面延伸至第二表面；位于有源區(qū)的n型摻雜區(qū)形成一個整體區(qū)域；位于過渡區(qū)和終端區(qū)的若干n型摻雜區(qū)間隔分布，且相鄰兩層第一p型外延層中的n型摻雜區(qū)相接觸；
5、所述若干第二p型外延層間隔分布在所述第一n型外延層的內(nèi)部，所述有源區(qū)的若干第二p型外延層與所述n型摻雜區(qū)相接觸，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)的第二p型外延層位于相鄰兩個n型摻雜區(qū)之間且與所述第一p型外延層相接觸。
6、在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)中，所述第一p型外延層與所述n型摻雜區(qū)的分界線為曲線。
7、在本專利技術(shù)的一個實施例中，沿所述第一p型外延層的第一表面至第二表面方向，所述n型摻雜區(qū)的寬度先逐漸增大后逐漸減小。
8、在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述第二p型外延層的深度大于或者等于所述第一n型外延層的厚度，且當(dāng)所述第二p型外延層的深度大于所述第一n型外延層的厚度時，所述第二p型外延層延伸進頂層所述第一p型外延層的深度小于或等于頂層所述第一p型外延層厚度的一半。
9、在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述至少一個第一p型外延層的總厚度為3-10μm，所述第一p型外延層的摻雜濃度為5e15-2e16cm-3；
10、所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)中，相接觸的n型摻雜區(qū)的總厚度為3-10μm；所述n型摻雜區(qū)的摻雜濃度為5e15-2e16cm-3；
11、所述第一n型外延層的摻雜濃度為5e15-2e16cm-3；
12、所述第二p型外延層的寬度為3.8-4.5μm，摻雜濃度為5e15-2e16cm-3。
13、在本專利技術(shù)的一個實施例中，還包括：n型襯底、第二n型外延層、若干p型體區(qū)、氧化層、若干第一柵氧化層、若干第一柵極、第二柵極、若干第一n型源區(qū)、層間絕緣介質(zhì)、若干通孔金屬、第一源極金屬、第二源極金屬和漏極金屬，其中，
14、所述第二n型外延層、所述n型襯底、所述漏極金屬自上至下依次層疊設(shè)置在底層所述第一p型外延層的第二表面；
15、所述若干p型體區(qū)由所述第一n型外延層的第一表面延伸至所述第一n型外延層的內(nèi)部，所述有源區(qū)的若干p型體區(qū)與若干第二p型外延層一一對應(yīng)且相互接觸，所述過渡區(qū)的p型體區(qū)形成一個整體區(qū)域且與若干第二p型外延層相接觸；
16、所述若干第一柵氧化層分布在所述第一n型外延層的表面且每個第一柵氧化層的端部跨接相鄰兩個p型體區(qū)，所述若干第一柵極一一對應(yīng)設(shè)置在若干第一柵氧化層的表面，所述若干第一n型源區(qū)分布在所述有源區(qū)的若干p型體區(qū)中，且每個第一n型源區(qū)與每個第一柵氧化層的端部相接觸；
17、所述氧化層覆蓋在終端區(qū)中第一n型外延層的表面和若干第二p型外延層的表面上，且一端延伸至所述過渡區(qū)中p型體區(qū)的部分表面；所述第二柵極位于所述氧化層的表面；
18、所述層間絕緣介質(zhì)覆蓋所述p型體區(qū)、所述氧化層、所述第一柵極、所述第二柵極和所述第一n型源區(qū)；
19、所述若干通孔金屬貫穿所述層間絕緣介質(zhì)；
20、所述第一源極金屬通過所述通孔金屬與所述第一n型源區(qū)、所述過渡區(qū)的p型體區(qū)相連接；所述第二源極金屬通過所述通孔金屬與所述第二柵極相連接。
21、在本專利技術(shù)的一個實施例中，還包括：第二柵氧化層、第三柵極、第二n型源區(qū)和第三源極金屬，其中，
22、所述第二柵氧化層位于所述第一n型外延層的表面且與所述氧化層的另一端相接觸，所述第三柵極位于所述第二柵氧化層的第一表面且延伸至所述氧化層的表面，所述第二n型源區(qū)位于所述第一n型外延層中且與第二柵氧化層的第二表面接觸；所述第三源極金屬通過所述通孔金屬與所述第三柵極相連接，且通過所述通孔金屬與所述第二n型源區(qū)和所述第一n型外延層相連接。
23、本專利技術(shù)的另一個實施例提供了一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)的制備方法，包括步驟：
24、生長第一p型外延層；
25、在所述第一p型外延層中進行離子注入形成貫穿所述第一p型外延層的若干n型摻雜區(qū)，其中，位于有源區(qū)的n型摻雜區(qū)形成一個整體區(qū)域，位于過渡區(qū)和終端區(qū)的若干n型摻雜區(qū)間隔分布；
26、在所述第一p型外延層的第一表面生長第一n型外延層；
27、在所述第一n型外延層中刻蝕間隔分布的若干溝槽直至貫穿所述第一n型外延層，其中，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)的若干溝槽位于相鄰兩個n型摻雜區(qū)之間；
28、在所述若干溝槽中填充第二p型外延層，其中，所述有源區(qū)的第二p型外延層與所述n型摻雜區(qū)相接觸，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)的第二p型外延層與所述第一p型外延層相接觸。
29、在本專利技術(shù)的一個實施例中，生長第一p型外延層之前，還包括：
30、在n型襯底上生長第二n型外延層，所述第一p型外延層位于所述第二n型外延層上。
31、在本專利技術(shù)的一個實施例中，在所述若干溝槽中填充第二p型外延層之后，還包括：
32、對所述第一n型外延層進行離子注入形成延伸至所述第一n型外延層內(nèi)部的p型體區(qū)，其中，所述有源區(qū)的若干p型體區(qū)與若干第二p型外延層一一對應(yīng)且相互接觸，所述過渡區(qū)的p型體區(qū)形成一個整體區(qū)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：至少一個第一P型外延層(1)、若干N型摻雜區(qū)(2)、第一N型外延層(3)和若干第二P型外延層(4)，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)中，所述第一P型外延層(1)與所述N型摻雜區(qū)(2)的分界線為曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述第一P型外延層(1)的第一表面至第二表面方向，所述N型摻雜區(qū)(2)的寬度先逐漸增大后逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二P型外延層(4)的深度大于或者等于所述第一N型外延層(3)的厚度，且當(dāng)所述第二P型外延層(4)的深度大于所述第一N型外延層(3)的厚度時，所述第二P型外延層(4)延伸進頂層所述第一P型外延層(1)的深度小于或等于頂層所述第一P型外延層(1)厚度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：N型襯底(5)、第二N型外延層(6)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第二柵氧化層(92)、第三柵極(103)、第二N型源區(qū)(112)和第三源極金屬(143)，其中，
8.一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，生長第一P型外延層(1)之前，還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在所述若干溝槽中填充第二P型外延層(4)之后，還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：至少一個第一p型外延層(1)、若干n型摻雜區(qū)(2)、第一n型外延層(3)和若干第二p型外延層(4)，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過渡區(qū)和所述終端區(qū)中，所述第一p型外延層(1)與所述n型摻雜區(qū)(2)的分界線為曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述第一p型外延層(1)的第一表面至第二表面方向，所述n型摻雜區(qū)(2)的寬度先逐漸增大后逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二p型外延層(4)的深度大于或者等于所述第一n型外延層(3)的厚度，且當(dāng)所述第二p型外延層(4)的深度大于所述第一n型外延層(3)的厚度時，所述第二p型外延層(4)延伸進頂層所述第一p型外延層(1)的深度小于或等于頂層所述第一p型外延層(1)厚度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級結(jié)器件終端結(jié)構(gòu)，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：溫建功，楊樂，張朝陽，陳橋梁，鄭麗君，尚秋晨，
申請(專利權(quán))人：龍騰半導(dǎo)體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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