超級結器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別是指一種超級結器件。
【背景技術】
[0002]超級結功率器件是一種發(fā)展迅速、應用廣泛的新型功率半導體器件。它是在雙擴散金屬氧化物半導體(DMOS)的基礎上，通過引入超級結(Super Junct1n)結構，除了具備DMOS輸入阻抗高、開關速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定好、驅動電路簡單、易于集成等特點外，還克服了DMOS的導通電阻隨著擊穿電壓成2.5次方關系增加的缺點。目前超級結DMOS已廣泛應用于面向個人電腦、筆記本電腦、上網本、手機、照明(高壓氣體放電燈)產品以及電視機(液晶或等離子電視機)和游戲機等消費電子產品的電源或適配器。
[0003]目前超級結功率器件的制備工藝主要分成兩大類，一種是利用多次外延和注入的方式在N型外延襯底上形成P柱;另外一種是在深溝槽刻蝕加P柱填充的方式形成。
[0004]現有的深槽型超級結器件，如圖1所示，在襯底或外延中具有P柱，P柱之上為體區(qū)。體區(qū)之間為JFET區(qū)域，外延之上體區(qū)之間為柵極。圖2是器件的俯視圖。為了進一步降低導通電阻，必須要用更低電阻的外延基片，同時為了保持擊穿電壓不下降，需要將深槽的間距不斷縮短，來保證耗盡區(qū)能夠在溝槽之間完全展開。而溝槽間距的降低，會限制JFET區(qū)域的大小，影響到器件的溝道長度，提高導通電阻。
[0005]基于現有結構，如圖2所示，縮小P柱之間距離，使得P柱和柵極的投影有重疊(如圖3所示)，會引起JFET區(qū)域電阻增大，如果增加JFET注入還會影響MOSFET溝道的濃度和有效長度。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種超級結器件，其具有耐擊穿的性能，同時又保證器件的開啟電壓和低導通電阻特性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種超級結器件，在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型;體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱在平面的投影是呈垂直相交的狀態(tài)。
[0008]進一步地，所述外延中還存在P阱，所述P阱為柵極和P柱以外的區(qū)域，且允許和柵極有重疊。
[0009]進一步地，超級結器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。
[0010]進一步地，超級結器件的耐壓由P柱和N型外延形成的耗盡區(qū)提供。
[0011]本發(fā)明所述的超級結器件，通過新的柵極與P柱溝槽的相對位置，在能縮小P柱溝槽間距的同時，保持溝道足夠的長度，以及溝道間JFET區(qū)域的大小，保證MOSFET管的正常溝道開啟特性，得到較小的導通電阻。
【附圖說明】
[0012]圖1是現有超級結器件的剖面圖。
[0013]圖2是圖1的俯視圖。
[0014]圖3是縮小P柱之間間距的剖面示意圖。
[0015]圖4是圖3的俯視圖。
[0016]圖5是本發(fā)明器件的俯視圖。
[0017]圖6是圖5沿a線剖視圖。
[0018]圖7是圖5沿b線剖視圖。
[0019]附圖標記說明
[0020]I是襯底或外延，2是體區(qū)，3是P柱，4是棚.極。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種超級結器件，在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型;體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱在平面的投影是呈垂直相交的狀態(tài)，如圖5所示。
[0022]所述外延中還存在P阱5，所述P阱為柵極及和P柱以外的區(qū)域，且允許和柵極有重置。
[0023]超級結器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。
[0024]如圖6所示，為圖5沿a線的剖視圖，超級結器件的耐壓由P柱和N型外延形成的耗盡區(qū)提供。如圖7所示，是圖5由沿b線剖視的示意圖，器件的導通特性是由柵極和溝道來確定，在P柱溝槽延伸方向可以提供足夠的空間來保持溝道和JFET區(qū)域的尺寸。
[0025]本發(fā)明所述的超級結器件，通過新的柵極與P柱溝槽的相對位置，在能縮小P柱溝槽間距的同時，保持溝道足夠的長度，以及溝道間JFET區(qū)域的大小，本發(fā)明將超級結器件的耐壓能力和導通特性在垂直相交的兩個方向上分開來優(yōu)化實現，保證MOSFET管的正常溝道開啟特性，得到較小的導通電阻。
[0026]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種超級結器件，其特征在于:在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型;體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱在平面的投影是呈垂直相交的狀態(tài)。2.如權利要求1所述的超級結器件，其特征在于:所述外延中還存在P阱，所述P阱為柵極和P柱以外的區(qū)域，且允許和柵極有重疊。3.如權利要求2所述的超級結器件，其特征在于:超級結器件的溝道區(qū)為柵極和P阱重疊的區(qū)域。4.如權利要求1所述的超級結器件，其特征在于:超級結器件的耐壓由P柱和N型外延形成的耗盡區(qū)提供。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級結器件，在N型外延中具有P柱和體區(qū)，所述P柱位于體區(qū)的下方，P柱呈平行溝槽型；體區(qū)之間的區(qū)域為JFET區(qū)域，外延表面具有柵極，所述柵極位于體區(qū)之間的硅表面，并且柵極與P柱在平面的投影是呈垂直相交的狀態(tài)。本發(fā)明通過新的柵極與P柱溝槽的相對位置，在能縮小P柱溝槽間距的同時，保持溝道足夠的長度，以及溝道間JFET區(qū)域的大小，保證MOSFET管的正常溝道開啟特性，得到較小的導通電阻。
【IPC分類】H01L29/78, H01L29/06
【公開號】CN105679830
【申請?zhí)枴緾N201610065836
【發(fā)明人】王飛
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月29日