[发明专利]超结器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超结器件，保护环氧化膜将电荷流动区露出以及将过渡区全部覆盖并将终端区全部或大部分覆盖，使过渡区的P型环顶部的第二接触孔比电荷流动区的P型阱顶部的第一接触孔多穿过一层保护环氧化膜的厚度，从而使第二接触孔底部的第二P+接触区的结深浅于第一接触孔底部的第一P+接触区的结深，从而增加所述P型环收集的空穴达到所述第二P+接触区的距离，增加器件的体二极管的反向恢复的软度因子。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反向恢复特性，同时增强器件的雪崩耐量。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种超结(superjunction)器件的制造方法。

背景技术

超结结构就是交替排列的N型柱和P型柱组成结构。如果用超结结构来取代垂直双扩散MOS晶体管(Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor，VDMOS)器件中的N型漂移区，在导通状态下通过N型柱提供导通通路，导通时P型柱不提供导通通路；在截止状态下由PN立柱共同承受反偏电压，就形成了超结金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。超结MOSFET能在反向击穿电压与传统的VDMOS器件一致的情况下，通过使用低电阻率的外延层，而使器件的导通电阻大幅降低。

现有超结器件中，在电流流动区中，有交替排列的P型柱和N型柱，以条状的P-N柱即交替排列的P型柱和N型柱的结构为例，每个N柱的上方有一个多晶硅栅，该多晶硅栅可以部分覆盖周边的P柱，也可以不覆盖，每个P柱的上方有一个P型阱(P Well)，在P型阱里有一个N+源区，有一个接触孔，源极金属通过接触孔与源区相连，源极金属通过经过一个高浓度的P+接触区与P区即P型阱相连，源极金属即为组成源极的正面金属层。在过渡区中，有一个P型环，P型环覆盖1个到多个P型柱，P型环可以是与P型阱同样的工艺完成，在P型环中也有一个高浓度的P+接触区，P型环中的P+接触区和电流流动区中的P+接触区的形成工艺一致，浓度和结深也一样。

上述现有超结器件结构中，为了提高器件的雪崩电流耐量，通常会采用较高剂量的P+接触区注入，例如注入剂量为1E15cm^-2～3E15cm^-2的B或BF2注入，使得P+接触区的P+高浓度区的体浓度高于1E19cm^-3,这样减小了Pwell区域的Rb即Pwell的寄生电阻，增强了器件的雪崩耐量，雪崩电流耐量提高的原因为：Pwell电阻降低使寄生NPN即源区、P型阱和N型柱以及漏区组成的寄生NPN的基区电阻也即Rb减小，寄生NPN管要在Vbe大于Pwell即P型阱和N+区即源区组成的二极管的阈值电压时才能开启，因此Rb减小后，要达到同样Vbe的电流就增大。但由于过渡区中的P型环中的P+接触区也很浓，在正向Vds下收集空穴的能力很强，因此对于器件的体二极管从正常导通到反向偏压的过程中即反向恢复过程中，由于空穴被很快通过P+区域通过接触孔被抽出，因此反向恢复的很快，软度因子较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超结器件，能提高器件的反向恢复特性，同时增强器件的雪崩耐量。本发明还提供一种超结器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的超结器件，超结器件的中间区域为电荷流动区，终端区环绕于所述电荷流动区的外周，过渡区位于所述电荷流动区和所述终端区之间；包括：

N型外延层，所述N型外延层进行干法刻蚀形成多个沟槽；在所述沟槽中填充由P型外延层并组成P型柱，由各所述P型柱之间的所述N型外延层组成N型柱，由多个交替排列的所述N型柱和所述P型柱组成的超结结构。

在所述电荷流动区的选定区域中形成有P型阱，在所述过渡区的选定区域中形成有P型环；所述电荷流动区中各所述P型柱的顶部都形成有一个所述P型阱且各所述P型阱延伸到对应的所述P型柱两侧的所述N型柱的表面。