[发明专利]沟槽栅超结器件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种沟槽栅超结器件，P型柱分为接电极P型柱和浮空P型柱并组成步进大于超结单元步进的第一周期排列结构，电极P型柱的顶部形成有延伸到N型柱的P型阱和连接到源极的接触孔；浮空P型柱的顶部不形成P型阱和接触孔。沟槽栅的长度方向和超结结构的长度方向垂直并排列成步进独立调节的第二周期排列结构。本发明还公开了一种沟槽栅超结器件的制造方法。本发明能够提高器件的击穿电压和沟道密度和降低导通电阻，能在很低Vds下获得更高的Crss且在较大的Vds范围内能使得Crss的下降比较缓慢，能减缓开关过程的速度、能有效降低器件在应用电路中的电磁干扰性能以及有效降低器件在应用电路中带来的电流和电压的过冲。

主权项

一种沟槽栅超结器件，沟槽栅超结器件的中间区域为电荷流动区，终端区环绕于所述电荷流动区的外周，过渡区位于所述电荷流动区和所述终端区之间；其特征在于：电荷流动区包括由多个交替排列的N型柱和P型柱组成的超结结构；每一所述N型柱和其邻近的所述P型柱组成一个超结单元，所述超结单元的步进为一个所述P型柱和一个所述N型柱的宽度和；在沿所述超结结构的宽度方向上，电荷流动区的所述沟槽栅超结器件的P型柱分为接电极P型柱和浮空P型柱，所述接电极P型柱和所述浮空P型柱组成第一周期排列结构，所述第一周期排列结构中包括一个接电极P型柱和一个以上的浮空P型柱，所述第一周期排列结构的步进为所述第一周期排列结构内的所述接电极P型柱和各浮空P型柱和对应的所述N型柱形成的交替排列结构的总宽度；在各所述接电极P型柱的顶部都形成有P型阱且该P型阱沿对应的所述接电极P型柱的宽度方向横向延伸到两侧相邻的所述N型柱的中；在各所述浮空P型柱的顶部不形成所述P型阱；多个沟槽栅，各所述沟槽栅由填充于栅极沟槽中的多晶硅栅组成，在所述多晶硅栅和所述栅极沟槽的侧面和底部表面之间隔离有栅氧化层；所述沟槽栅的长度方向和所述超结结构的长度方向垂直，各所述沟槽栅在所述超结结构的长度方向周期性排列并组成第二周期排列结构，所述第二周期排列结构的步进等于一个所述栅极沟槽的宽度和两个相邻的所述栅极沟槽之间的间距的和；在沿所述超结结构的宽度方向上各所述沟槽栅和各所述P型柱和各所述N型柱垂直相交；在各所述沟槽栅两侧的所述P型阱的表面形成有由N+区组成的源区以及由P+区组成的接触区；所述源区和对应的所述沟槽栅的侧面自对准，被所述沟槽栅侧面覆盖且延伸到所述N型柱中的所述P型阱的侧面表面用于形成垂直沟道；在所述接触区的顶部形成有接触孔并通过该接触孔将所述源区和所述P型阱区都连接到由正面金属层组成的源极；所述浮空P型柱的顶部没有形成接触区和接触孔；所述第一周期排列结构的步进大于所述超结单元的步进；通过较小的所述超结单元的步进使所述沟槽栅超结器件的耐压能力增加以及导通电阻降低，通过较大的所述第一周期排列结构的步进提高所述沟槽栅超结器件的栅漏电容；所述第二周期排列结构的步进独立于所述第一周期排列结构的步进和所述超结单元的步进，通过调节所述第二周期排列结构的步进调节所述垂直沟道的密度，所述第二周期排列结构的步进越小所述垂直沟道的密度越大。