[发明专利]超级结功率器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路器件，特别是涉及一种超级结功率器件；本发明还涉及一种制造该器件的方法。

背景技术

如图1、图2所示，目前市场上的超级结功率器件可以主要分为两大区域，一块区域做超级结101，另一块区域做肖特基结102，其中在超级结101中P柱和N柱交替排列，还包括：在N柱的上方的P阱105、多晶硅栅电极104、源极106及包覆在源极106上方的氧化隔离层103；其中多晶硅栅电极104位于N柱110的中部，宽度小于N柱110；肖特基结102中设置有接触孔108，通过接触孔108实现肖特基接触；并且超级结101和肖特基结102顶部被金属填充物109覆盖，底部包裹在N型外延层中；现有技术中超级结101结构均不带肖特基或旁路结构，其肖特基结构位于肖特基结102中，其中，肖特基结102与超级结101的宽度比例大约为1:2；另外，现有超级结功率器件制作的技术步骤包括：深沟槽刻蚀；采用外延工艺填充深沟槽形成P柱并回刻；栅极沟槽刻蚀，栅氧填充栅极沟槽并在其顶部多晶硅生长并回刻；P阱注入；源注入；接触孔淀积，刻蚀，注入；进行肖特基开孔；最后进行金属填充，刻蚀；背部处理等后续步骤。

采用上述方法制造的超级结功率器件，其集成度比较低，需要消耗约三分之一的器件面积作为肖特基结。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种超级结功率器件，在基片上形成P柱与N柱交替排列的结构，其特征在于:在所述P柱中设置有一接触孔，所述接触孔贯穿所述P柱，宽度小于所述P柱，；在所述接触孔中注入金属填充物，与N型外延层形成肖特基接触。

进一步的，还包括位于所述N柱上方的多晶硅栅电极、源极和P阱以及包覆所述多晶硅栅电极的隔离介质层。

进一步的，所述P阱，离子注入工艺条件为：注入剂量范围为1E12～1E14CM^-2，注入能量范围为80keV～300keV。

进一步的，所述N型外延层的电阻率为3～10欧姆·厘米。

进一步的，对于所述N型外延层，仅需剂量范围为0～1E12CM^-2的P型硼注入形成肖特基接触。

一种超级结功率器件，在基片上形成P柱与N柱交替排列的结构，其特征在于:在所述N柱中设置有一接触孔，所述接触孔贯穿所述N柱，宽度小于所述N柱，；在所述接触孔中注入金属填充物，与P型外延层形成肖特基接触。

一种超级结功率器件的制造方法，其步骤包括：

步骤1、在基片上方氧化物上曝光开窗口；

步骤2、在所述窗口下方刻蚀一深沟槽；

步骤3、采用外延工艺填充所述深沟槽形成P柱；

步骤4、刻蚀形成栅极沟槽，在所述栅极沟槽内壁覆盖一层栅氧，在所述栅氧上生长多晶硅，形成多晶硅电极；

步骤5、P阱注入；

步骤6、源极注入；

步骤7、隔离介质层第一次淀积，并进行干法刻蚀；

步骤8、隔离介质层第二次淀积，采用干法刻蚀、湿法刻蚀或干法湿法混合刻蚀；

步骤9、在P柱中部刻蚀接触孔，所述接触孔贯穿所述P柱，宽度小于所述P柱；在所述接触孔中注入金属填充物，与N柱形成肖特基接触；

步骤10、对所述隔离介质层进行湿法普刻蚀；

步骤11、进行传统后续步骤，形成最终器件。

进一步的，还包括肖特基接触注入调节。

一种超级结功率器件的制造方法，其步骤包括：

步骤1、在基片上方氧化物上曝光开窗口；

步骤2、在所述窗口下方刻蚀一深沟槽；

步骤3、采用外延工艺填充所述深沟槽形成N柱；

步骤4、刻蚀形成栅极沟槽，在所述栅极沟槽内壁覆盖一层栅氧，在所述栅氧上生长多晶硅，形成多晶硅电极；

步骤5、N阱注入；

步骤6、源极注入；

步骤7、隔离介质层第一次淀积，并进行干法刻蚀；

步骤8、隔离介质层第二次淀积，采用干法刻蚀、湿法刻蚀或干法湿法混合刻蚀；

步骤9、在N柱中部刻蚀接触孔，所述接触孔贯穿所述N柱，宽度小于所述N柱；在所述接触孔中注入金属填充物，与P柱形成肖特基接触；

步骤10、对所述隔离介质层进行湿法普刻蚀；

步骤11、进行传统后续步骤，形成最终器件。

进一步的，还包括肖特基接触注入调节。