一种具有超结结构的VDMOS器件及其制作方法
发布时间: 2022-06-10
基本信息
一、企业介绍
天津中科先进技术研究院有限公司(以下简称“天津中科先进院”)成立于2015年6月,由天津滨海高新技术产业开发区和中国科学院深圳先进技术研究院合作共建。面向区域产业创新发展需求,天津中科先进院围绕新能源新材料、新一代信息技术、生物医学医药等领域,重点开展核心技术研发和产业化,搭建创新服务体系,建设产业人才高地,促进国际技术转移与合作。天津中科先进院2016年获批国家发改委“产业创新公共服务平台”,2017年获批国家工信部“制造业创新创业平台”、“天津市企业育成平台”,2018年被首批认定为“天津市产业技术研究院”,申报知识产权252件,衍生孵化企业70余家,新增注册资本近10亿元。
天津中科先进院立足天津滨海高新区全域和区域产业特点,依托中科院先进科技成果和团队进一步完善科技成果转化体系,重点开展面向科技型初创和中小企业的孵化培育服务,打造有影响力、有特色的产业协同创新平台。
二、产品介绍
本发明提供了一种具有超结结构的VDMOS器件及其制作方法,涉及半导体集成电路技术领域,包括:N型衬底、N+区、P-体区、PN交替超结区、N+源区、栅极氧化层、多晶硅栅极、介质层隔离、器件源极金属和器件漏极金属。N+区的内表面向中央区延伸为P-体区,PN交替超结区位于N+区的中央区的两侧、N+区与P-体区之间,P-体区的上表面与PN交替超结区相连接处设有N+源区。该技术方案通过采用多层结构的PN交替超结区,提高了VDMOS器件单位面积内耐压能力,将传统MOS器件的漏极与源极之间间隔的外延层内部引入高掺杂的N+区,降低了外延层的电阻率,进而减小了VDMOS器件导通电阻,进而缓解了现有技术存在的结构耐压程度差、导通电阻大的技术问题。
1 .一种具有超结结构的VDMOS器件,其特征在于,包括:N型衬底、N+区、P-体区、PN交替超结区、N+源区、栅极氧化层、多晶硅栅极、介质层隔离、器件源极金属和器件漏极金属;所述N+区为由中央区、底边区和侧边区组成的电子漂移区;所述N型衬底的上方与所述N+区的底边区连接,所述N+区的内表面向中央区延伸为所述P-体区,所述PN交替超结区位于所述N+区的中央区的两侧、所述N+区与P-体区之间,所述P-体区的上表面与所述PN交替超结区相连接处设有所述N+源区,所述栅极氧化层覆盖于所述N+源区、N+区、P-体区连接处的上表面,所述栅极氧化层上方设有所述多晶硅栅极,所述PN交替超结区与所述N+源区连接处的上表面设置有器件源极金属,所述N+区的侧边区的上表面设有器件漏极金属,所述多晶硅栅极的上表面及其与所述器件源极金属之间、所述器件源极金属与器件漏极金属之间均水平铺设有所述介质层隔离;其中,所述PN交替超结区由P+层与N+层横向间隔交替排列,且所述PN交替超结区的上下表面均为P+层。2 .根据权利要求1所述的VDMOS器件,其特征在于,所述PN交替超结区由三层P+层与两层N+层横向间隔交替排列,且上下表面均为P+层;所述P+层由上到下分别为第一P+层、第二P+层和第三P+层,所述N+层分别为第一N+层和第二N+层,所述第一N+层位于第一P+层与第二P+层之间,所述第二N+层位于第二P+层与第三P+层之间。3 .根据权利要求2所述的VDMOS器件,其特征在于,所述第一P+层、第二P+层和第三P+层的掺杂浓度依次递减,所述第一P+层掺杂剂量为4E15~5E15,所述第二P+层的掺杂剂量为3E15~4E15,所述第三P+层的掺杂剂量为2E15~3E15。4 .根据权利要求2或3所述的VDMOS器件,其特征在于,所述第一N+层和第二N+层的掺杂剂量均为2E15。5 .根据权利要求1所述的VDMOS器件,其特征在于,所述N+区为N型重掺杂区,掺杂剂量为1E15~2E15,截面宽度为2~5μm。6 .根据权利要求1所述的VDMOS器件,其特征在于,所述PN交替超结区的截面宽度为5~10μm。7 .根据权利要求1所述的VDMOS器件,其特征在于,所述PN交替超结区中每层P+层或N+层的厚度为2~3μm。8 .一种具有超结结构的VDMOS器件的制作方法,其特征在于,包括:提供N型衬底,在所述N型衬底的上表面形成N+外延层,在N+外延层的上表面形成P-外延层,外延后进行表面平坦化;在P-外延层的两侧形成深沟槽,深沟槽的底部延伸至N+外延层的上表面;在所述深沟槽内部形成PN交替超结区;通过光刻注入和热驱注入N型离子,驱入后N+区的中央区、N+外延层和P-外延层的两侧边形成N+区,N+区的中央区两侧与PN交替超结区之间形成P-体区;在所述N+区与所述P-体区的连接处上表面形成栅极氧化层,在栅极氧化层的表面沉积形成多晶硅栅极;在多晶硅栅极的两侧所述P-体区进行光刻注入形成N+源区;在所述PN交替超结区与所述N+源区连接处的上表面形成器件源极金属,在所述N+区的侧边区的上表面形成器件漏极金属,在所述器件源极金属、器件漏极金属和多晶硅栅极之间水平铺设形成介质层隔离。9 .根据权利要求8所述的制作方法,其特征在于,在所述外延后进行表面平坦化之后还包括:快速退火步骤;所述快速退火步骤的温度范围为1050℃~1100℃,气氛为氢气或氮气。