[发明专利]一种提高BV稳定性的SGT终端结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种提高BV稳定性的SGT终端结构及其制备方法。该方法包括在所述栅氧化层的上侧淀积形成第二导电类型的多晶硅，然后对所述多晶硅进行刻蚀操作，对所述体区内以及栅氧化层上侧经过刻蚀保留的多晶硅的内端部执行第一导电类型元素注入和退火操作，以制作形成设置在有源区的体区内的第一阱区、设置在终端区的体区外端的第二阱区、以及设置在所述栅氧化层上侧的二极管和电阻，所述二极管的外端与电阻的内端连接。本发明通过在终端沟槽内增加偏置电压的方式，减小雪崩击穿时的氧化层界面空穴缺陷密度，从而有效改善BV walk‑in和walk‑out的问题，从而提高BV的稳定性，增加器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种提高BV稳定性的SGT终端结构及其制备方法。

背景技术

传统的SGT终端结构如图1所示，结构中终端区域的沟槽采用浮空和接地的组合方式，对器件施加反向偏压的过程中，沟槽内的多晶硅电极充当场板的作用使耗尽线更易向外扩展。

如图2所示，传统的SGT终端结构的耐压水平受限于沟槽氧化层厚度和沟槽形貌，在距离截止环较远位置就已经完全耗尽，耗尽线无法继续扩展，导致耐压无法继续提高。

同时，在器件雪崩击穿时，沟槽侧壁的氧化层容易形成空穴缺陷，使器件的BVDSS出现walk-in(BV减小)或walk-out（BV增加）的问题，导致BV不稳定，影响器件的可靠性。

并且，在硅表面介质层中存在一些游离的金属离子和陷阱电荷，对器件的击穿电压和可靠性均造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种提高BV稳定性的SGT终端结构及其制备方法。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种提高BV稳定性的SGT终端结构的制造方法，包括：

提供第一导电类型衬底，在所述衬底的上侧制作外延层；

在所述外延层上刻蚀形成多个沟槽；

在所述外延层的上侧及沟槽的内侧生长场氧层；

在有源区和终端区内的沟槽内分别制作形成第一导电类型的屏蔽栅多晶硅和多晶硅场板；

在所述屏蔽栅多晶硅和多晶硅场板上侧的沟槽内制作第一氧化层，所述屏蔽栅多晶硅上侧的第一氧化层刻蚀形成隔离氧化层；

在所述隔离氧化层上侧的沟槽内和外延层的上侧生长栅氧化层；

在所述栅氧化层内侧的沟槽内制作第一导电类型的控制栅多晶硅，并在所述控制栅多晶硅的上侧制作形成第二氧化层；

在所述外延层上制作第二导电类型的体区；

在所述栅氧化层的上侧淀积形成第二导电类型的多晶硅，然后对所述多晶硅进行刻蚀操作，对所述体区内以及刻蚀保留的多晶硅的内端部执行第一导电类型元素注入和退火操作，以制作形成设置在有源区的体区内的第一阱区、设置在终端区的体区外端的第二阱区、以及设置在所述栅氧化层上侧的二极管和电阻，所述二极管的外端与电阻的内端连接；

淀积形成第一介质层，并在所述第一介质层上刻蚀形成第一连接孔；

在所述第一介质层的上侧及第一连接孔内溅射形成第一金属层，所述第一金属层经刻蚀形成与第一阱区连接的第一源极金属、与多晶硅场板和二极管的内端分别连接的电容场板金属、与电阻的外端、多晶硅场板和第二阱区分别连接的截止环金属以及栅极金属；

淀积形成第二介质层，在所述第二介质层上刻蚀形成第二连接孔，在所述第二介质层的上侧及第二连接孔内溅射形成第二金属层，所述第二金属层经刻蚀形成与第一源极金属连接的第二源极金属，所述第二源极金属向外延伸至电容场板金属的上侧，以与所述电容场板金属配合形成电容结构。