[发明专利]一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构及方法在审

专利信息
申请号: 202110033959.5 申请日: 2021-01-12
公开(公告)号: CN112614894A 公开(公告)日: 2021-04-06
发明(设计)人: 王丕龙;秦鹏海;张永利;王新强;刘文 申请(专利权)人: 深圳佳恩功率半导体有限公司
主分类号: H01L29/78 分类号: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
代理公司: 武汉聚信汇智知识产权代理有限公司 42258 代理人: 刘丹
地址: 518000 广东省深圳市宝安区西*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 降低 jfet 积累 电阻 vdmos 结构 方法
【权利要求书】:

1.一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构,其特征在于,包括N+衬底(1):

所述N+衬底(1)的上表面设置有N漂移区(2),所述N漂移区(2)的内部呈等间距设置有多个P形基区(3),相邻的所述P形基区(3)之间通过所述N漂移区(2)将多个所述P形基区(3)隔离,相邻的所述P形基区(3)之间设置有栅极氧化层(7),所述栅极氧化层(7)的下表面且位于相邻的所述P形基区(3)的边缘延伸至所述P形基区(3)的内部,所述栅极氧化层(7)的上表面设置有多硅晶栅极(8),且多硅晶栅极(8)的中部断开,以形成有多晶硅栅注入窗口,每个所述多硅晶栅极(8)的外侧设置有介质氧化层(9),并保留多晶硅栅注入窗口,所述多晶硅栅注入窗口的下方且与所述N漂移区(2)的连接处设置有第二N+有源区(6),并在所述第二N+有源区(6)的下方保留JFET区(10),所述P形基区(3)的顶部沿横向排布有第一N+有源区(5)、P+有源区(4)和第一N+有源区(5),两个所述第一N+有源区(5)之间形成连接孔,所述第一N+有源区(5)、所述多晶硅栅注入窗口和所述介质氧化层(9)的上方均形成有介质区(11),所述介质区(11)的上方设置有源级金属(12),所述源级金属(12)的一端穿过所述介质区(11)插接于所述连接孔中,所述源级金属(12)位于所述连接孔内部的一端与所述P+有源区(4)抵接、且表面与两个所述第一N+有源区(5)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构,其特征在于,所述N+衬底(1)的下方设置有漏极(13)。

3.根据权利要求1所述的一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构,其特征在于,所述N漂移区(2)在所述N+衬底(1)的上表面通过化学气相淀积法进行生成。

4.根据权利要求1所述的一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构,其特征在于,所述JFET区(10)和积累区对导通电阻的影响占比应在10%~20%。

5.一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构的方法,应用于权利要求1~4任一项所述的一种降低JFET区和积累区电阻的VDMOS结构,其特征在于,包括以下步骤:

S1,设置掺杂区,在N+衬底(1)的上表面通过化学气相淀积法生长N漂移区(2);

S2,第一次光刻,通过光刻工艺在N飘移区(2)的顶部光刻出P形基区(3)注入窗口,通过离子注入法注入到N漂移区(2)后,形成P形基区(3);

S3,第二次光刻,通过光刻工艺在P形基区(3)的顶部光刻出两个第一N+有源区(5)注入窗口和连接孔,并在连接孔的顶部光刻出P+有源区(4)注入窗口,通过离子注入法注入到P形基区(3)后,形成两个第一N+有源区(5)和P+有源区(4);

S4,N漂移区(2)热氧化处理,对N漂移区(2)上表面进行热氧化处理,形成栅极氧化层(7),将N型多晶硅淀积在部分栅极氧化层(7)上表面,形成多晶硅薄膜层,多晶硅薄膜层横跨在相邻的P形基区(3)之间且边缘延伸至P形基区(3)内,;

S5,第三次光刻,通过光刻工艺使多晶硅薄膜层形成多硅晶栅极(8),并使部分多硅晶栅极(8)从中部断开,形成多硅晶栅极(8)注入窗口,并通过光刻工艺,对多硅晶栅极(8)注入窗口同时注入N型重掺杂,分别形成第二N+有源区(6)及JFET区(10);

S6,多硅晶栅极(8)热氧化处理,在多硅晶栅极(8)的上表面进行热氧化处理,形成介质氧化层(9);

S7,第四次光刻,通过光刻工艺使介质氧化层(9)从中部断开,以使保留多硅晶栅极(8)注入窗口;

S8,介质区(11)沉积,在第一N+有源区(5)、多晶硅栅注入窗口和介质氧化层(9)上表面沉积介质区(11);

S9,第五次光刻,通过光刻工艺对介质区(11)刻蚀与连接孔相连通的通孔;

S10,源极金属处理,在介质区(11)上表面和通孔区域上表面沉积金属层,金属层通过穿过通孔区域进入连接孔与P+有源区(4)和第一N+有源区(5)连接形成源极金属(12);

S11,设置接触窗口,去除N+衬底(1)的背面设置金属材料层形成漏极(13)。

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