本實(shí)用新型公開(kāi)了一種場(chǎng)效晶體管,本實(shí)用新型尤其是一種超結(jié)MOSFET結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
VDMOSFET(高壓功率MOSFET)可以通過(guò)減薄漏端漂移區(qū)的厚度來(lái)減小導(dǎo)通電阻,然而,減薄漏端漂移區(qū)的厚度就會(huì)降低器件的擊穿電壓,因此在VDMOSFET中,提高器件的擊穿電壓和減小器件的導(dǎo)通電阻是一對(duì)矛盾,超結(jié)MOSFET采用新的耐壓層結(jié)構(gòu),利用一系列的交替排列的P型和N型半導(dǎo)體薄層,在較低反向電壓下將P型N型區(qū)耗盡,實(shí)現(xiàn)電荷相互補(bǔ)償,從而使N型區(qū)在高摻雜濃度下實(shí)現(xiàn)高的擊穿電壓,從而同時(shí)獲得低導(dǎo)通電阻和高擊穿電壓,打破傳統(tǒng)功率MOSFET導(dǎo)通電阻的理論極限。
超結(jié)MOSFET具有導(dǎo)通損耗低,柵極電荷低,開(kāi)關(guān)速度快,器件發(fā)熱小,能效高的優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)品可廣泛用于個(gè)人電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本或手機(jī)、照明(高壓氣體放電燈)產(chǎn)品以及電視機(jī)(液晶或等離子電視機(jī))和游戲機(jī)等高端消費(fèi)電子產(chǎn)品的電源或適配器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供一種對(duì)稱(chēng)性高、可提高耐壓程度的超結(jié)MOSFET結(jié)構(gòu)。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案,所述超結(jié)MOSFET結(jié)構(gòu),它包括N型重?fù)诫s襯底及形成于N型重?fù)诫s襯底上的N型輕摻雜外延層;且N型輕摻雜外延層包括元胞區(qū)及包圍元胞區(qū)的終端區(qū);
在元胞區(qū)中形成有至少一個(gè)晶體管單元,晶體管單元包括形成于N型輕摻雜外延層中的一對(duì)元胞區(qū)P柱,元胞區(qū)P柱的頂端均連接有P型體區(qū)和N型體區(qū),P型體區(qū)和N型體區(qū)均位于N型輕摻雜外延層內(nèi);N型輕摻雜外延層表面形成有柵極組件,柵極組件位于一對(duì)元胞區(qū)P柱之間;且柵極組件包括形成于N型輕摻雜外延層表面的柵氧化層及形成于柵氧化層內(nèi)的多晶硅柵極;
在終端區(qū)中形成有至少一個(gè)終端區(qū)P柱,在終端區(qū)P柱的頂端形成有終端區(qū)氧化絕緣層。
所述元胞區(qū)P柱及終端區(qū)P柱均為P型單晶硅。
本實(shí)用新型中,P型體區(qū)采用自對(duì)準(zhǔn)注入,對(duì)稱(chēng)性比傳統(tǒng)的帶光刻版注入對(duì)稱(chēng)性要高;本實(shí)用新型中,P型體區(qū)是在溝槽腐蝕完,然后再外延一層外延層再注入形成的,這樣相當(dāng)于提高P元胞區(qū)P柱的厚度,有利于提高器件的耐壓程度。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S4的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S5的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型在制作時(shí)的步驟S6的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用,本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在沒(méi)有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想,遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制,其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變,且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
該超結(jié)MOSFET結(jié)構(gòu),它包括N型重?fù)诫s襯底201及形成于N型重?fù)诫s襯底201上的N型輕摻雜外延層202;且N型輕摻雜外延層202包括元胞區(qū)及包圍元胞區(qū)的終端區(qū);
在元胞區(qū)中形成有至少一個(gè)晶體管單元,晶體管單元包括形成于N型輕摻雜外延層202中的一對(duì)元胞區(qū)P柱203,元胞區(qū)P柱203的頂端均連接有P型體區(qū)204和N型體區(qū)208,P型體區(qū)204和N型體區(qū)208均位于N型輕摻雜外延層202內(nèi);N型輕摻雜外延層202表面形成有柵極組件,柵極組件位于一對(duì)元胞區(qū)P柱203之間;且柵極組件包括形成于N型輕摻雜外延層202表面的柵氧化層205及形成于柵氧化層205內(nèi)的多晶硅柵極206;
在終端區(qū)中形成有至少一個(gè)終端區(qū)P柱207,在終端區(qū)P柱207的頂端形成有終端區(qū)氧化絕緣層209。
所述元胞區(qū)P柱203及終端區(qū)P柱207均為P型單晶硅。
本實(shí)用新型的超結(jié)MOSFET結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下生產(chǎn)步驟得到:
S1:提供一N型重?fù)诫s襯底201,在N型重?fù)诫s襯底201上形成N型輕摻雜外延層202,對(duì)N型輕摻雜外延層202進(jìn)行刻蝕,形成一對(duì)元胞區(qū)溝槽及至少一個(gè)終端區(qū)溝槽,在元胞區(qū)溝槽內(nèi)形成元胞區(qū)P柱203,在終端區(qū)溝槽內(nèi)形成終端區(qū)P柱207;
S2:在N型輕摻雜外延層202上生長(zhǎng)出一層氧化絕緣基礎(chǔ)層210,利用一塊掩膜板,并在位于元胞區(qū)內(nèi)的硬掩板層中形成若干暴露出N型輕摻雜外延層202的開(kāi)口,利用掩膜板做遮擋,刻蝕掉元胞區(qū)的氧化絕緣基礎(chǔ)層210,留下終端區(qū)的氧化絕緣基礎(chǔ)層210;
S3:在并對(duì)應(yīng)一對(duì)元胞區(qū)P柱203之間的N型輕摻雜外延層202表面形成柵氧化層205,在柵氧化層205的表面形成多晶硅柵極206;
S4:在位于元胞區(qū)的N型輕摻雜外延層202的上部進(jìn)行B注入和擴(kuò)散,形成P型體區(qū)204
S5:在位于元胞區(qū)的N型輕摻雜外延層202上部進(jìn)行As注入和擴(kuò)散,形成N型體區(qū)接觸區(qū)208;
S6:對(duì)終端區(qū)的氧化絕緣基礎(chǔ)層210進(jìn)行生長(zhǎng)增厚處理形成終端區(qū)氧化絕緣層209,對(duì)柵氧化層205進(jìn)行生長(zhǎng)增厚處理,使得生長(zhǎng)完成的終端區(qū)氧化絕緣基礎(chǔ)層使得生長(zhǎng)完成的柵氧化層205將多晶硅柵極206淹沒(méi),最后,在生長(zhǎng)完成的柵氧化層205上挖出挖接觸孔。
所述終端區(qū)氧化絕緣層209和柵氧化層205的材質(zhì)均為二氧化硅。
所述氧化絕緣基礎(chǔ)層的厚度為1000~5000埃。