超结器件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106803516A(43)申请公布日2017.06.06(21)申请号201710003957.5(22)申请日2017.01.04(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人赵龙杰(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人郭四华(51)Int.Cl.H01L29/10(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)H01L21/266(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称超结器件及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种超结器件，包括形成于超结结构的N型柱顶部的沟槽栅，沟道区的掺杂包括在源极对应的接触孔的开口形成后、金属填充前进行带倾角的P型离子注入形成的P型离子注入杂质，P型离子注入的注入峰值的纵向深度小于等于栅极沟槽的底部表面深度，P型离子注入使沟道区的底部形成一个深度从栅极沟槽的底部到P型柱逐渐变深的轮廓结构，沟道区的底部轮廓使超结器件单元的碰撞电离最强区域从多晶硅栅侧面覆盖位置下探到沟道区的底部轮廓区域，用以提升器件的EAS能力。本发明还公开了一种超结器件的制造方法。本发明能提高器件的EAS能力。CN106803516ACN106803516A权利要求书1/2页1.一种超结器件，其特征在于：超结结构由多个交替排列的N型柱和P型柱组成；每一所述N型柱和其邻近的所述P型柱组成一个超结单元；电荷流动区的每一个所述超结单元对应于一个超结器件单元，各所述超结器件单元包括：沟槽栅，形成于所述N型柱的顶部，所述沟槽栅包括栅极沟槽以及形成于所述栅极沟槽底部表面和侧面的栅介质层以及填充于所述栅极沟槽中的多晶硅栅；沟道区形成于所述沟槽栅的两侧并延伸到所述P型柱的顶部，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述沟道区的表面用于形成沟道；源区形成于所述沟道区的表面；在所述P型柱的顶部形成有接触孔，该接触孔的顶部和由正面金属层形成的源极连接，所述源极通过对应的接触孔同时连接所述源区和所述沟道区；沟道区的掺杂包括在所述源极对应的接触孔的开口形成后、金属填充前进行带倾角的P型离子注入形成的P型离子注入杂质，所述P型离子注入的注入峰值的纵向深度小于等于所述栅极沟槽的底部表面深度，带倾角的所述P型离子注入使所述沟道区的底部形成一个深度从所述栅极沟槽的底部到所述P型柱逐渐变深的轮廓结构，所述沟道区的底部轮廓和所述P型柱形成一个倒伞形；所述沟道区的底部轮廓使所述超结器件单元的碰撞电离最强区域从所述多晶硅栅侧面覆盖位置下探到所述沟道区的底部轮廓区域，用以提升器件的EAS能力。2.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述沟道区的掺杂还包括P阱的掺杂，由所述P阱和所述P型离子注入杂质叠加形成所述沟道区。3.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述接触孔穿过层间膜，所述层间膜覆盖在所述超结结构的表面。4.如权利要求3所述的超结器件，其特征在于：所述接触孔的底部还在所述超结结构的表面有过刻蚀。5.如权利要求4所述的超结器件，其特征在于：所述接触孔的底部在所述超结结构的表面的过刻蚀的量为3000埃。6.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述P型离子注入的注入杂质为硼，注入能量为100kev～800kev，注入剂量为1e13cm-2～6e15cm-2，注入角度为15度～45度。7.如权利要求1或6所述的超结器件，其特征在于：所述P型离子注入杂质在离子注入之后经过温度不超过1150度和时间不超过4小时的退火处理。8.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述超结结构的所述N型柱由N型外延层组成，在所述N型外延层中形成有超结沟槽，所述P型柱由填充于所述超结沟槽中的P型外延层组成；或者，所述超结结构的所述N型柱由多次N型外延形成的N型外延子层叠加形成，所述P型柱由在各所述N型外延子层形成后进行P型注入形成。9.一种超结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、形成由多个交替排列的N型柱和P型柱组成的超结结构；每一所述N型柱和其邻近的所述P型柱组成一个超结单元；步骤二、电荷流动区的每一个所述超结单元对应于一个超结器件单元，形成各所述超结器件单元的分步骤包括：2CN106803516A权利要求书2/2页步骤21、在所述N型柱的顶部形成沟槽栅；所述沟槽栅包括栅极沟槽以及形成于所述栅极沟槽底部表面和侧面的栅介质层以及填充于所述栅极沟槽中的多晶硅栅；步骤22、在所述沟槽栅两侧形成P阱，所述P阱还延伸到所述P型柱的顶部；步骤23、在所述P阱的表面形成由N+区组成的源区；步骤24、形成层间膜，所述层