[发明专利]一种超势垒整流器及其制备方法

权利要求书

1.一种超势垒整流器，其特征在于，包括：

一半导体衬底，包含一底部衬底和底部衬底之上的一外延层，其中，在外延层的顶部形成有一本体区，以及在本体区顶部形成有一掺杂区；

形成在外延层中并且在底部和侧壁内衬有栅极氧化层的栅极沟槽和形成在栅极沟槽内的控制栅极，栅极沟槽向下贯穿所述掺杂区和所述本体区直至其底部延伸至本体区下方的外延层中；

贯穿所述掺杂区并向下延伸至本体区内的接触孔，和植入在所述接触孔底部周围的本体接触区；

覆盖在所述外延层之上并与所述掺杂区保持电性接触的一阳极金属层，所述接触孔内设置有金属栓塞；以及

覆盖在所述底部衬底的底面的一阴极金属层。

2.如权利要求1所述的超势垒整流器，其特征在于，所述底部衬底、外延层、掺杂区为第一导电类型，所述本体区为与第一导电类型相反的第二导电类型，以及所述本体接触区为第二导电类型并且其掺杂浓度高于本体区。

3.如权利要求1所述的超势垒整流器，其特征在于，还包括形成在外延层中的一环形隔离沟槽，隔离沟槽向下延伸贯穿掺杂区和本体区至其底部延伸至本体区下方的外延层内；从而

半导体衬底包括位于隔离沟槽内侧的有源区和位于隔离沟槽外侧的终端区，所述栅极沟槽、接触孔和阳极金属层设置在所述有源区中。

4.如权利要求3所述的超势垒整流器，其特征在于，在隔离沟槽内设置有顶端凸出于外延层顶面的过渡栅极，阳极金属层的周边部分覆盖在过渡栅极的靠近有源区的内侧部分的顶部之上，过渡栅极的靠近终端区的外侧部分的顶部上方没有被阳极金属层覆盖住。

5.如权利要求3所述的超势垒整流器，其特征在于，所述隔离沟槽的宽度大于所述栅极沟槽和终端沟槽的宽度。

6.如权利要求3所述的超势垒整流器，其特征在于，还包括形成在终端区的外延层中的多个终端沟槽，每个终端沟槽均向下贯穿所述掺杂区和所述本体区直至其底部延伸至本体区下方的外延层中，及在终端沟槽中形成有浮置栅极。

7.如权利要求1所述的超势垒整流器，其特征在于，控制栅极的顶端向上延伸至凸出于外延层的顶面，并且控制栅极顶端向上延伸而超出外延层顶面的部分被包覆在所述的阳极金属层内。

8.一种超势垒整流器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、提供一半导体衬底，包含一底部衬底和底部衬底上方生长的一外延层，利用覆盖在外延层上方的带有开口图案的一硬掩膜，在外延层中刻蚀出多个栅极沟槽；

步骤S2、在栅极沟槽的底部和侧壁生成栅极氧化层，然后在栅极沟槽内形成控制栅极，之后移除所述硬掩膜，使控制栅极的顶端向上延伸至凸出于外延层的顶面；

步骤S3、在外延层的顶部植入掺杂物形成一本体区，然后再在本体区的顶部植入掺杂物形成一掺杂区；

步骤S4、在外延层的顶面和控制栅极上方生成一衬垫氧化层，控制栅极的顶部和控制栅极顶端向上延伸而超出外延层顶面的部分的侧壁均被衬垫氧化层所覆盖；

步骤S5、回刻所述衬垫氧化层，形成覆盖在控制栅极顶端向上延伸而超出外延层顶面的部分的侧壁上的侧墙，并露出所述掺杂区的上表面未被侧墙覆盖住的区域；

步骤S6、在掺杂区、本体区中刻蚀出贯穿掺杂区并向下延伸至本体区内的接触孔；

步骤S7、在接触孔底部周围的本体区中植入本体接触区，然后移除侧墙；

步骤S8、在所述接触孔内形成金属栓塞和在所述外延层之上沉积一阳极金属层，控制栅极顶端向上延伸而超出外延层顶面的部分被包覆在所述阳极金属层内。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，形成所述栅极沟槽的同时，还利用所述硬掩膜在外延层中刻蚀出了一环形隔离沟槽和多个终端沟槽，栅极沟槽和终端沟槽分别形成在隔离沟槽的内侧和外侧，从而半导体衬底被隔离沟槽划分为位于隔离沟槽内侧的有源区和位于隔离沟槽外侧的终端区。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，形成栅极氧化层之前，先在沟槽的侧壁及底部生长一层牺牲氧化层，其后通过湿法腐蚀将该牺牲氧化层移除。