[发明专利]垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法

说明书

本发明是关于一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件，包括多个垂直超结双扩散金属氧化物半导体单元，所述垂直超结双扩散金属氧化物半导体单元包括：衬底；第一型外延层，形成于所述衬底的一侧；第二型外延层，形成于所述第一型外延层中，且所述第二型外延层的宽度朝远离所述衬底的方向逐渐增大。通过本发明的技术方案，本发明通过将P型外延层的宽度设置为朝远离衬底的方向逐渐增大，可以降低Qp/Qn的变化对击穿电压的影响，提高半导体器件的电学性能。并且在相同击穿电压下，Qp/Qn可以更大的范围内变化，因此对于制作工艺的要求就相对简单，易于降低制作成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件和一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法。

背景技术

目前的超结半导体器件，其击穿电压BV会随着Qp/Qn的变化而产生剧烈波动，其中，Qp为P外延层的电荷量，Qn为N外延层的电荷量。而波动幅度较大的BV对超结半导体器件的不良影响也较大。

为了降低Qp/Qn的变化引起BV的波动程度，相关技术中一种方式是通过提高工艺制程中的制作精度来精确控制Qp和Qn的比值，但是这需要精度很高的制作和检测设备，成本过高；另一种方式是降低Qp和Qn的总量，从而降低Qp/Qn的变化程度，但是为了获得足够的元件内阻，需要提高器件的面积或体积，不利于器件的轻薄化。

发明内容

本发明提供一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法，以解决相关技术中的不足。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件，包括多个垂直超结双扩散金属氧化物半导体单元，所述垂直超结双扩散金属氧化物半导体单元包括：

衬底；

第一型外延层，形成于所述衬底的一侧；

第二型外延层，形成于所述第一型外延层中，且所述第二型外延层的宽度朝远离所述衬底的方向逐渐增大。

可选地，所述第二型外延层的掺杂浓度朝远离所述衬底的方向逐渐升高。

可选地，所述第二型外延层的厚度小于所述第一型外延层的厚度。

可选地，所述第二型外延层的至少一个与所述第一型外延层相接的侧壁，与所述衬底的表面夹角为α，其中，0°<α<90°。

可选地，80°≤α<90°。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种垂直超结双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，包括：

在衬底的一侧形成第一型外延层；

在所述第一型外延层远离所述衬底的一侧形成凹槽，其中，所述凹槽的宽度朝远离所述衬底的方向逐渐增大；

在所述凹槽中形成第二型外延层。

可选地，所述在所述凹槽中形成第二型外延层包括：

从所述凹槽的底部到所述凹槽的槽口填充半导体基材，并向所述半导体基材中掺入杂质粒子，以在所述凹槽中形成所述第二型外延层，其中，掺入杂质粒子的浓度从所述凹槽的底部到所述凹槽的槽口逐渐升高。

可选地，所述在所述凹槽中形成第二型外延层包括：

在向所述凹槽中填充第m层半导体基材时，以第m浓度向所述第m层半导体基材中掺入杂质粒子；

其中，1≤m≤N，N＞1，m和N均为整数，所述凹槽的深度等于N层半导体基材的厚度；所述第m浓度随着m增大而增大。

可选地，所述在所述第一型外延层远离所述衬底的一侧形成凹槽包括：