[发明专利]高可靠性超结功率半导体结构及制造方法

说明书

本发明涉及一种高可靠性超结功率半导体结构及制造方法，它包括漏极金属、第一导电类型衬底、第一导电类型第一外延层、第二导电类型柱、第一导电类型柱、第二导电类型体区、第一导电类型第二外延层、第一导电类型源区、栅氧层、栅极多晶硅、绝缘介质层、场氧层、栅极总线多晶硅、第二导电类型阱区与源极金属。本发明结构的第一导电类型第二外延层内不存在填充的缺陷，器件表面的电场不会受到明显的影响，降低器件的漏电，提升了器件的可靠性；本发明的制造工艺与现有工艺兼容降低制造成本。

技术领域

本发明涉及功率半导体结构及制造方法，尤其是一种超结功率半导体结构及制造方法。

背景技术

随着超结功率半导体的发展，器件的元胞尺寸不断的缩小，因此，在采用挖槽填充的方式制造超结功率半导体时，挖槽的开口尺寸也不断的减小，目前，由于挖槽尺寸过小，沟槽的填充变得越来越困难，生产的器件的性能的波动性很大，对量产非常不利。

如图13所示，以现有的超结功率半导体器件为例，包括漏极金属1、位于漏极金属上的第一导电类型衬底2及位于第一导电类型衬底2上的第一导电类型第一外延层3，在第一导电类型第一外延层3内设置第二导电类型柱4，在相邻的第二导电类型柱4之间设置第一导电类型柱5，在器件中心区设有有源区001，在有源区001外围设有终端区002；在有源区001内，在第二导电类型柱4的上方设有第二导电类型体区6，在第二导电类型体区6内设有第一导电类型源区8，在第一导电类型柱5的上方设有栅氧层9，在栅氧层9的上方设有栅极多晶硅10，在栅极多晶硅10以及第二导电类型体区6的上方设有绝缘介质层11，源极金属15覆盖在有源区001的表面，并有一部分延伸进入终端区002，源极金属15通过接触柱与第一导电类型源区8、第二导电类型体区6欧姆接触；在终端区002内，第一导电类型第一外延层3表面设有若干第二导电类型阱区14，在第一导电类型第一外延层3的上方设有场氧层12，在场氧层12的上方靠近有源区001的位置处设有栅极总线多晶硅13，在栅极总线多晶硅13上方设有绝缘介质层11；上述第一导电类型衬底2、第一导电类型第一外延层3、第一导电类型柱5、第一导电类型第二外延层7与第一导电类型源区8为N型导电，第二导电类型柱4与第二导电类型体区6为P型导电。

现有的超结功率半导体器件，在第二导电类型柱4内存在填充缺陷，这种缺陷从外延的表面延伸进入外延内部，在外延层表面的缺陷会极大的影响器件表面的电场分布，容易导致器件漏电增加，导致器件的可靠性下降。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能改善器件表面的电场分布并提升器件可靠性的高可靠性超结功率半导体结构及制造方法。

按照本发明提供的技术方案，所述高可靠性超结功率半导体结构，包括漏极金属、位于漏极金属上的第一导电类型衬底及位于第一导电类型衬底上的第一导电类型第一外延层，将第一导电类型第一外延层的中部作为器件的有源区，将有源区的外围作为器件的终端区，在第一导电类型第一外延层内呈间隔设置有第二导电类型柱，在相邻的第二导电类型柱之间设置第一导电类型柱；

在位于有源区内的第二导电类型柱的上方设有第二导电类型体区，在第二导电类型体区内设有第一导电类型源区，在位于终端区内的第二导电类型柱的上方设有第二导电类型阱区；

在第一导电类型柱的上方设有第一导电类型第二外延层，在位于有源区内的第二导电类型体区、第一导电类型第二外延层与第一导电类型源区的上方设有栅氧层，在栅氧层的上方设有栅极多晶硅，在栅极多晶硅的上方设有绝缘介质层；

在位于终端区内的第一导电类型第二外延层与第二导电类型阱区的上方设有场氧层，在场氧层的上方并靠近有源区的位置处设有栅极总线多晶硅，在栅极总线多晶硅的上方设有绝缘介质层；

在所述绝缘介质层的上方设有源极金属，源极金属覆盖在位于有源区内的绝缘介质层的表面并覆盖位于终端区内的且与有源区相邻的绝缘介质层的表面，源极金属通过通孔与第一导电类型源区、第二导电类型体区欧姆接触。