一种超结功率器件及其制作方法.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CN105826195A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201510007945.0(22)申请日2015.01.07(71)申请人北大方正集团有限公司地址100871北京市海淀区成府路298号方正大厦申请人深圳方正微电子有限公司(72)发明人李理马万里赵圣哲(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李相雨(51)Int.Cl.H01L21/336(2006.01)H01L29/78(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种超结功率器件及其制作方法(57)摘要本发明公开了一种超结功率器件及其制作方法，其中制作方法包括：在衬底上形成外延层，并对所述外延层进行刻蚀形成沟槽；在所述外延层上方及所述沟槽内形成氧化层和多晶硅；在所述沟槽内填充介质材料形成介质层，去除所述外延层上方的氧化层、多晶硅以及沟槽内的介质层，保留所述沟槽内的氧化层、多晶硅和介质层，使得沟槽内保留的介质层与氧化层和多晶硅高度相同。采用对外延层进行刻蚀形成沟槽的方式，并在沟槽内形成氧化层和多晶硅，然后在沟槽中填充介质材料，形成P型区域，与现有制作方法相比，本发明不需要重复进行外延生长工艺来制作外延层，也省去高能量离子注入的工艺，减少工艺复杂性，同时还能降低器件的制作成本。CN105826195ACN105826195A权利要求书1/1页1.一种超结功率器件的制作方法，其特征在于，包括：在衬底上形成外延层，并对所述外延层进行刻蚀形成沟槽；在所述外延层上方及所述沟槽内形成氧化层和多晶硅；在所述沟槽内填充介质材料形成介质层，去除所述外延层上方的氧化层、多晶硅以及沟槽内的介质层，保留所述沟槽内的氧化层、多晶硅和介质层，使得所述沟槽内保留的介质层与氧化层和多晶硅高度相同。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述沟槽的深度为10-100um。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述衬底为单晶硅，所述介质材料为苯丙环丁烯或聚酰亚胺。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成所述氧化层时采用热氧化工艺，所述氧化层为氧化硅。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述氧化硅的厚度为0.05-0.2um。6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，采用低压力化学气相沉积法形成所述多晶硅，所述多晶硅为P型掺杂多晶硅。7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述P型掺杂多晶硅的厚度为0.5-2um。8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，采用干法刻蚀或者化学机械抛光去除所述外延层上方的氧化层、多晶硅和介质层。9.根据权利要求1-8中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述外延层上方形成栅极氧化层、栅极多晶硅以及隔离介质，形成P型体区和N型源区；在所述隔离介质层上方以及所述沟槽内保留的介质层与氧化层和多晶硅上方继续沉积一层金属层。10.一种超结功率器件，其特征在于，所述超结功率器件为采用权利要求1-9中任一项所述的制作方法得到。2CN105826195A说明书1/4页一种超结功率器件及其制作方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种超结功率器件及其制作方法。背景技术[0002]沟槽型垂直双扩散场效应晶体管(VerticalDoubleDiffusedMetalOxideSemiconductor，简称VDMOS)晶体管兼有双极晶体管和普通金属氧化物半导体(MetalOxideSemiconductor，简称MOS)器件的优点，无论是开关应用还是线形应用，VDMOS都是理想的功率器件。由于VDMOS的漏源两极分别在器件的两侧，使电流在器件内部垂直流通，增加了电流密度，改善了额定电流，单位面积的导通电阻也较小，是一种用途非常广泛的功率器件。[0003]传统功率金氧半场效晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，简称MOSFET)通常采用VDMOS结构，为了承受高耐压，需降低漂移区掺杂浓度或者增加漂移区厚度，但是会直接导致导通电阻急剧增大。一般传统功率MOSFET的导通电阻与击穿电压呈2.5次方关系，这个关系被称为“硅极限”。超结VDMOS基于电荷补偿原理，使器件的导通电阻与击穿电压呈1.32次方关系，能够很好地解决导通电阻和击穿电压之间的矛盾。和传统功率VDMOS结构相比，超结VDMOS采用交替的P-N结构替代传统功率器件中低掺杂漂移层作为电压维持层。超结VDMOS的本质是利用在漂移区中插入的P区(对N沟器件而言)所产生的电场对N区进行电荷补偿，达到提高击穿电压并降低导通电阻的目的。传统功率器件和超结功率器件的漂移区结