[发明专利]具有软反向恢复特性的SJ‑MOS结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，，具体涉及一种具有软反向恢复特性的SJ-MOS结构及其制造方法。

背景技术

SJ-MOS的寄生体二极管正向导通时，由于载流子扩散在pn结区内存储了大量少子电荷，此时如果突然加上一个反向偏置，则由正向导通时产生的存储电荷就会形成反向电流，而将这些反向恢复电荷完全抽出或复合掉需要一定的时间，这一过程称为反向恢复过程，在这一过程中所用的时间称为反向恢复时间t_rr。反向恢复过程分为两个阶段，第一个阶段是存储的少子电荷被反向电压扫出的过程，所用的时间为存储时间t_a，第二个阶段基区内剩余载流子只能靠内部复合消失，通过内部复合，反向恢复电流迅速下降，直至反向电流从其峰值（I_RM）降至零，所用的时间为复合时间(或下降时间)t_b，trr=t_a+t_b。二极管反向恢复软度（S）通常表示为：S= t_b/t_a。软度S越大，则反向恢复时di/dt越小，二极管反向恢复特性越软。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有软反向恢复特性的SJ-MOS结构及其制造方法，通过调整外延的掺杂浓度分布，达到减小少子存储电荷、软化反向恢复特性的目的。

本发明所采用的技术方案为：

具有软反向恢复特性的SJ-MOS结构制造方法，其特征在于：

通过调整外延的掺杂浓度分布，调整少子存储电荷分布，软化反向恢复过程。

具体包括以下步骤：

步骤一：在N++衬底上先生长一层外延N+，再生长一层电阻率稍高的外延N-；

步骤二：通过Trench光刻板在外延N-刻蚀出深沟槽；

步骤三：在N-外延表面，生长P型外延，使之填充满沟槽，并进行CMP工艺，将沟槽外的P型外延去掉，形成N柱P柱相交替的超结结构；

步骤四：通过Body光刻板注入体区并退火形成body区，淀积场氧层成并回刻，通过栅氧、多晶硅淀积回刻形成gate，再注入As或P并推阱形成N-source；

步骤五：淀积ILD并回刻，孔注，最后淀积金属并回刻，形成器件的最终结构。

如所述的制造方法得到的具有软反向恢复特性的SJ-MOS结构。

本发明具有以下优点：

通过器件仿真，对比相同情况下未做N+外延器件的反向恢复特性（图6），可以看到，本发明结构的反向恢复特性明显变软，通过二极管正向导通时的少子分布对比（图7）可以看到，本发明明显改变了少子存储电荷的分布，也减小了少子存储电荷。

附图说明

图1为步骤一示意图。

图2为步骤二示意图。

图3为步骤三示意图。

图4为步骤四示意图。

图5为步骤五示意图。

图6为未做N+外延器件的反向恢复特性。

图7为通过二极管正向导通时的少子分布对比。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的具有软反向恢复特性的SJ-MOS结构制造方法，通过调整外延的掺杂浓度分布，调整少子存储电荷分布，软化反向恢复过程。

具体包括以下步骤：

步骤一：在N++衬底上先生长一层外延N+，再生长一层电阻率稍高的外延N-；

步骤二：通过Trench光刻板在外延N-刻蚀出深沟槽；

步骤三：在N-外延表面，生长P型外延，使之填充满沟槽，并进行CMP工艺，将沟槽外的P型外延去掉，形成N柱P柱相交替的超结结构；

步骤四：通过Body光刻板注入体区并退火形成body区，淀积场氧层成并回刻，通过栅氧、多晶硅淀积回刻形成gate，再注入As或P并推阱形成N-source；

步骤五：淀积ILD并回刻，孔注，最后淀积金属并回刻，形成器件的最终结构。

通过器件仿真，对比相同情况下未做N+外延器件的反向恢复特性（图6），可以看到，本发明结构的反向恢复特性明显变软，通过二极管正向导通时的少子分布对比（图7）可以看到，本发明明显改变了少子存储电荷的分布，也减小了少子存储电荷。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。