[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，超结结构的P型柱由填充在沟槽中的P型外延层组成，N型柱由各P型柱之间的N型外延层组成，超结结构位于电流流动区、过渡区和终端区中；保护环氧化膜环绕在电流流动区的周侧；在保护环氧化膜和终端区的N型外延层的氧化膜外延层界面处的N型外延层中包括有一个N型掺杂浓度降低的顶部区域，通过降低顶部区域的N型掺杂浓度使氧化膜外延层界面处的N型柱的横向耗尽能力增强，使氧化膜外延层界面处的电场强度分布的均匀性提高，提高终端区承受横向电压的能力。本发明还公开了一种超结器件的制造方法。

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柱的上方有一个栅极结构如多晶硅栅，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(PWell)，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。

在电流流动区和承受电压的终端区域之间，存在一个过渡区，过渡区中有一个和电流流动区的P型阱相连的P型环区域，该P型环区域上有接触孔，接触孔之下也有一个高浓度的P+接触区；因此P型环，通过P+接触区域、P型环区域的接触孔、正面金属层即源极、器件电流流动区的源区上接触孔和源区接触孔底部的P+接触区实现和器件的源区以及器件流动区中的P型阱相连接。终端区用于在横向上承受源区和漏区之间的电压，在一般的超结MOSFET器件中，该终端区主要由交替排列的P-N柱构成，或者在交替排列的P-N柱之外侧，还有一个N+截止区。这个交替排列的P-N区在源区和漏区之间加反向偏置时，其中的载流子互相耗尽，形成一个耗尽区用于承受这个横向电压。为了提高器件的竞争能力，需要采用最小的终端尺寸，这样P-N柱的横向电场强度就会加大，从而使得器件终端的设计更加重要。

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，能提高器件终端的承受横向电压的能力，提高器件的可靠性。为此，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的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间；包括：

N型外延层，所述N型外延层中形成有多个沟槽；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；所述超结结构位于所述电流流动区、所述过渡区和所述终端区中。

保护环氧化膜环绕在所述电流流动区的周侧并将所述电流流动区露出以及将所述过渡区全部覆盖，所述保护环氧化膜还延伸到所述终端区表面并将所述终端区全部或仅将所述终端区的最外周部分露出。

在所述保护环氧化膜和所述终端区的所述N型外延层的氧化膜外延层界面处的所述N型外延层中包括有一个N型掺杂浓度降低的顶部区域，通过降低所述顶部区域的 N型掺杂浓度使所述氧化膜外延层界面处的所述N型柱的横向耗尽能力增强，使所述氧化膜外延层界面处的电场强度分布的均匀性提高，提高所述终端区承受横向电压的能力。