[发明专利]超级结半导体器件结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种超级结半导体器件结构。本发明还涉及一种超级结半导体器件的制作方法。

背景技术

超级结MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)因其具有超级结结构，即在半导体衬底上具有交替排列的P型和N型硅外延柱层，使得该器件在截止状态下P型区和N型区的PN结产生耗尽层，从而提高器件的耐压。

在超级结半导体器件的设计过程中，除了需要元胞区域有足够高的耐压外，其终端区域结构的设计也对超级结耐压高低起到关键作用。通常的终端区域结构被设计成多个浮空的沟槽，沟槽填入P型多晶硅，通过这些P型多晶硅与N-型外延层耗尽来减小横向电场，保护元胞区域不被横向电场击穿。以上这种超级结半导体器件结构设计复杂，另外，由于终端环数量较多(终端环即终端区域中填充了P型外延层的沟槽)，其所占据的芯片面积也必然很大。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种超级结半导体器件结构，能够简化器件结构设计的复杂度，减少沟槽的数量，缩小器件所占用芯片的面积；为此，本发明还要提供一种所述超级结半导体器件结构的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的超级结半导体器件结构，包括：

N型衬底，从该N型衬底背面引出的漏极，所述N型衬底上方分为元胞区域与终端区域；所述元胞区域中，所述N型衬底上端设有N-外延层，在该N-外延层中具有多个沟槽，所述沟槽内填充有P型外延层；其特征是：

在所述终端区域中，所述N型衬底上端具有一绝缘氧化层，该绝缘氧化层上端具有第二N型衬底，该第二N型衬底上端具有N-外延层，该N-外延层中具有多个沟槽。

所述超级结半导体器件结构的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、在N型衬底中注入氧原子，形成绝缘氧化层；

步骤二、进行刻蚀，使刻蚀后绝缘氧化层只存在于所述器件的终端区域，使元胞区域内的绝缘氧化层及其上方的N型衬底去除；

步骤三、在所述N型衬底上淀积一层N-外延层；

步骤四、刻蚀所述N-外延层，形成多个沟槽，在沟槽内形成P型外延层。

采用本发明所述的超级结半导体器件结构及制造方法，将传统的超级结半导体器件结构的终端区域与硅绝缘工艺相结合，把超级结结构的终端区域做在绝缘氧化层之上，器件漏端的压降有相当一部分会由该绝缘氧化层来承担，所需的终端环数量也可以相应减少，这样器件的整体面积也会因此大幅缩小，简化了超级结半导体器件结构设计的复杂度。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明结构示意图。

图2A至图2D是本发明所述制作方法的制备流程图。

图中标记说明

1为P+型扩散区        2为N+型扩散区(源极)

3为多晶硅栅(栅极)    4为栅氧化层

5为N-外延层          6为P型外延层

7为P阱               8为N型衬底(漏极)

9为绝缘氧化层        10为元胞区域

11为终端区域         12为第二N型衬底层

具体实施方式

如图1所示，在一实施例中所述超级结半导体器件结构，包含：

一N型衬底8，从N型衬底8的背面(即图1所示的下端面)引出漏极，所述N型衬底8的上方分为元胞区域10与终端区域11。

在元胞区域10中，所述N型衬底8的上方形成有一层N-外延层5，该N-外延层5中形成有多个沟槽，在沟槽中填充有P型外延层6，位于沟槽内P型外延层6的上方形成有P+扩散区1，在N-外延层5的上端位于沟槽的两侧端形成有P阱7，在P阱7中形成N+扩散区2，由N+扩散区2引出源极，位于相邻的两个N+扩散区2上方具有一层栅氧化层4，在栅氧化层4的上端形成多晶硅栅层3，由多晶硅栅层3引出栅极。

在所述终端区域11中，所述N型衬底8上端具有一绝缘氧化层9，该绝缘氧化层9上端具有第二N型衬底12，该第二N型衬底12上端具有N-外延层5，该N-外延层5中具有多个沟槽。

如图2A至图2D所示，所述超级结半导体器件结构的制作方法，在传统超级结半导体器件结构制作方法中增加以下步骤：

步骤一、在N型衬底中注入氧原子，形成绝缘氧化层9；