[发明专利]超级结器件及其制造方法

说明书

本公开的实施例涉及超级结器件及其制造方法。该超级结器件包括多个第一导电类型柱和多个第二导电类型柱，多个第一导电类型柱和多个第二导电类型柱交替布置。多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的界面为平面。多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的PN结为陡结。

技术领域

本公开的实施例涉及半导体制造领域，并且更具体地涉及超级结器件及其制造方法。

背景技术

超级结为由形成于半导体衬底中的交替排列的P型薄层也称P型柱(Pillar)和N型薄层也称N型柱组成，采用了超级结的器件为超级结器件如超级结MOSFET。利用P型薄层和N型薄层电荷平衡的体内降低表面电场(Resurf)技术能提升器件的反向击穿电压的同时又保持较小的导通电阻。

超级结的PN间隔的Pillar结构是超级结的最大特点。现有制作PN间隔的pillar结构主要有两种方法，一种是通过多次外延以及离子注入的方法获得，另一种是通过深沟槽刻蚀以及外延(EPI)填充的方式来制作。后一种方法是通过沟槽工艺制作超级结器件，需要先在半导体衬底如硅衬底表面的N型掺杂外延层上刻蚀一定深度和宽度的沟槽，然后利用外延填充(EPI Filling)的方式在刻出的沟槽上填充P型掺杂的硅外延。

随着超级结的步进(Pitch)的不断缩小，P型柱和N型柱的P型和N型掺杂在热过程中互相扩散形成的反向掺杂(counter dope)造成的问题越来越严重，严重地影响了器件性能。

发明内容

本公开的实施例提供了超级结器件及其制造方法。

在第一方面，提供了一种超级结器件。所述超级结器件包括：多个第一导电类型柱和多个第二导电类型柱，所述多个第一导电类型柱和所述多个第二导电类型柱交替布置，其中所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的界面为平面，并且其中所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的PN结为陡结。

本公开的实施例可以降低超级结的P型柱和N型柱之间的互扩散，提高超级结器件性能。

在一些实施例中，所述多个第一导电类型柱或所述多个第二导电类型柱布置在深沟槽中。

在一些实施例中，所述超级结器件还包括：沟槽栅极结构，形成在所述多个第一导电类型柱或所述多个第二导电类型柱中。

在一些实施例中，所述超级结器件还包括：沟槽栅极结构，形成在所述多个第一导电类型柱或所述多个第二导电类型柱中，所述沟槽栅极结构包括栅极沟槽，所述栅极沟槽的深度小于所述深沟槽结构的深度。

在第二方面，提供了一种超级结器件。所述超级结器件包括：多个第一导电类型柱和多个第二导电类型柱，所述多个第一导电类型柱和所述多个第二导电类型柱在一方向上交替布置，其中所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的界面为平面，并且其中所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的PN结的宽度小于0.4微米，其中，所述PN结的宽度由在所述方向上所述第一导电类型柱中的掺杂浓度降低到所述第一导电类型柱的中心处的掺杂浓度的一半的位置与所述第二导电类型柱中的掺杂浓度降低到所述第一导电类型柱的中心处的掺杂浓度的一半的位置之间的距离来定义。

在一些实施例中，所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的PN结的宽度小于0.2微米。

在一些实施例中，所述多个第一导电类型柱中的第一导电类型柱与所述多个第二导电类型柱中的相邻第二导电类型柱之间的PN结的宽度小于0.1微米。