[发明专利]超结MOS器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种超结MOS器件结构，其特征在于，包括：

第一导电类型衬底；

第一导电类型外延层，位于所述第一导电类型衬底的表面；

多个第二导电类型柱，间隔分布于所述第一导电类型外延层内，以在各所述第二导电类型柱之间间隔出第一导电类型柱而形成超结结构，第二导电类型不同于第一导电类型；

多个第二导电类型阱区，位于所述第一导电类型外延层内，且位于所述第二导电类型柱的上表面；

第一导电类型源区，位于所述第二导电类型阱区内；

第二导电类型阱引出区，位于所述第二导电类型阱区内，且和所述第一导电类型源区相邻设置；

栅氧化层，位于所述第一导电类型柱的上表面；

负电容材料层，位于所述栅氧化层的上表面；

栅极导电层，位于所述栅氧化层和所述负电容材料层的表面；

层间介质层，位于所述栅极导电层的上表面和侧壁；

源极金属层，位于所述第二导电类型阱引出区的表面及所述第一导电类型源区的表面；

漏极金属层，位于所述第一导电类型衬底远离所述第一导电类型外延层的表面。

2.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述负电容材料层的材料包括层状铁电陶瓷材料及弛豫型铁电陶瓷材料中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述第二导电类型柱的下表面与所述第一导电类型衬底之间具有间距，所述第一导电类型源区的下表面和所述第二导电类型阱区的下表面之间具有间距。

4.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述第一导电类型为N型且第二导电类型为P型，或所述第一导电类型为P型且第二导电类型为N型。

5.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述超结MOS器件结构还包括第一导电类型缓冲层，位于所述第一导电类型衬底和所述第一导电类型外延层之间，所述第一导电类型缓冲层的掺杂浓度介于所述第一导电类型衬底和所述第一导电类型外延层的掺杂浓度之间。

6.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述负电容材料层的宽度与所述第一导电类型柱上表面的宽度相同。

7.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述负电容材料层的厚度为30～50nm。

8.根据权利要求1所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述源极金属层的材料包括铝，所述漏极金属层的材料包括钛、镍和银中的一种或多种。

9.根据权利要求1至8任一项所述的超结MOS器件结构，其特征在于：所述第一导电类型衬底的掺杂浓度和所述第一导电类型源区的掺杂浓度相同且大于所述第一导电类型外延层的掺杂浓度，所述第二导电类型阱引出区的掺杂浓度大于所述第二导电类型柱的掺杂浓度。

10.一种超结MOS器件结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供第一导电类型衬底，于所述第一导电类型衬底表面形成第一导电类型外延层；

于所述第一导电类型外延层内形成多个间隔分布的沟槽，多个所述沟槽在所述第一导电类型外延层内间隔出多个第一导电类型柱；

对所述沟槽进行填充以形成多个第二导电类型柱，所述第二导电类型柱和所述第一导电类型柱形成超结结构，第二导电类型不同于第一导电类型；

形成栅氧化层、负电容材料层、栅极导电层及层间介质层；所述栅氧化层位于所述第一导电类型柱的上表面，所述负电容材料层位于所述栅氧化层的上表面，所述栅极导电层位于所述栅氧化层和所述负电容材料层的表面，所述层间介质层位于所述栅极导电层的表面和侧壁；

对所述第二导电类型柱进行离子注入并进行高温推阱以于所述第二导电类型柱的上部形成第二导电类型阱区，所述第二导电类型阱区延伸至所述栅氧化层的下表面；

于所述第二导电类型阱区内形成第一导电类型源区和第二导电类型阱引出区，所述第二导电类型阱引出区和所述第一导电类型源区相邻设置；

形成源极金属层和漏极金属层，所述源极金属层覆盖所述第二导电类型阱引出区的表面及所述第一导电类型源区的表面，所述漏极金属层位于所述第一导电类型衬底远离所述第一导电类型外延层的表面。