本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,特別是涉及一種超結(jié)器件,還涉及一種超結(jié)器件的制造方法。
背景技術(shù):
1、超級結(jié)結(jié)構(gòu)的使用縱向交替的pn結(jié)結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)功率器件中的均勻低摻雜高阻漂移層,能夠獲得更低的導(dǎo)通電阻。
2、然而在橫向器件中,尤其是在漏端高壓之下,由于襯底輔助耗盡效應(yīng)的影響,使得超結(jié)結(jié)構(gòu)的p/n區(qū)的電荷平衡被打破,使得耐壓急劇下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此,有必要提供一種耐壓(擊穿電壓)較高的超結(jié)器件。
2、一種超結(jié)器件,包括:襯底;橫向超結(jié)結(jié)構(gòu),位于所述襯底上,包括沿第一方向交替排列的n型區(qū)和p型區(qū),所述n型區(qū)和p型區(qū)在水平面上的延伸方向垂直于所述第一方向;縱向超結(jié)結(jié)構(gòu),位于所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)上,包括第二導(dǎo)電類型層和頂部第一導(dǎo)電類型層,所述頂部第一導(dǎo)電類型層位于所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)的頂層,所述第二導(dǎo)電類型層位于所述頂部第一導(dǎo)電類型層下方;第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型;漏極區(qū),至少部分位于所述頂部第一導(dǎo)電類型層中;阱區(qū);至少部分所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)和至少部分所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)位于所述阱區(qū)與所述漏極區(qū)之間,位于所述阱區(qū)與所述漏極區(qū)之間的n型區(qū)和p型區(qū)從所述阱區(qū)所在的一側(cè)向所述漏極區(qū)所在的一側(cè)延伸;源極區(qū),位于所述阱區(qū)中,所述源極區(qū)的導(dǎo)電類型與所述阱區(qū)相反;柵極。
3、上述超結(jié)器件,通過位于橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)上的縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)來抵消漏端顯著的襯底輔助耗盡效應(yīng),使得橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的n型區(qū)和p型區(qū)達(dá)到電荷平衡,提高了器件的擊穿電壓。并且頂部第一導(dǎo)電類型層在器件導(dǎo)通時(shí)能夠提供電流通路,進(jìn)一步降低了器件的比導(dǎo)通電阻。
4、在其中一個(gè)實(shí)施例中,至少部分所述柵極位于所述漏極區(qū)和源極區(qū)之間的區(qū)域上方。
5、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述超結(jié)器件還包括場板結(jié)構(gòu),所述場板結(jié)構(gòu)位于所述柵極與所述漏極區(qū)之間,且靠近所述漏極區(qū)設(shè)置;所述場板結(jié)構(gòu)包括絕緣層和導(dǎo)電部,所述絕緣層設(shè)于凹陷結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面,所述導(dǎo)電部位于所述凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)且四周及底面被所述絕緣層包圍,所述導(dǎo)電部底部伸入所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)中。
6、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述源極區(qū)和漏極區(qū)為沿所述第一方向延伸的條狀結(jié)構(gòu)。
7、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述場板結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向排成一列的多個(gè)。
8、在其中一個(gè)實(shí)施例中,沿所述第一方向排成一列的各所述場板結(jié)構(gòu)電性連接。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述場板結(jié)構(gòu)為浮空場板。
10、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述導(dǎo)電部的材質(zhì)為多晶硅。
11、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述器件是橫向器件。
12、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述器件是橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。
13、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述第二導(dǎo)電類型層從靠近所述源極區(qū)的一側(cè)延伸至所述漏極區(qū)與所述柵極之間的區(qū)域下方,從而使所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的上表面在所述第二導(dǎo)電類型層遠(yuǎn)離所述極區(qū)的一側(cè)邊緣形成向上凸起的階梯結(jié)構(gòu)。
14、在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)還包括底部第一導(dǎo)電類型層,所述底部第一導(dǎo)電類型層位于所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)的底層,所述底部第一導(dǎo)電類型層包括第一區(qū)和第二區(qū),所述第二區(qū)的摻雜濃度大于所述第一區(qū)的摻雜濃度,所述第二區(qū)靠近所述漏極區(qū)設(shè)置,所述第一區(qū)靠近所述源極區(qū)設(shè)置。
15、還有必要提供一種超結(jié)器件的制造方法。
16、一種超結(jié)器件的制造方法,包括:獲取在襯底上形成有橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的晶圓;所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)包括沿第一方向交替排列的n型區(qū)和p型區(qū),所述n型區(qū)和p型區(qū)在水平面上的延伸方向垂直于所述第一方向;形成至少部分位于所述襯底上的阱區(qū),并在所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的頂部形成縱向超結(jié)結(jié)構(gòu);所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)包括第二導(dǎo)電類型層和頂部第一導(dǎo)電類型層,所述頂部第一導(dǎo)電類型層位于所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)的頂層,所述第二導(dǎo)電類型層位于所述頂部第一導(dǎo)電類型層下方;第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型;形成柵極、漏極區(qū)及源極區(qū);所述源極區(qū)位于所述阱區(qū)中,至少部分所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)和至少部分所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)位于所述阱區(qū)與所述漏極區(qū)之間,位于所述阱區(qū)與所述漏極區(qū)之間的n型區(qū)和p型區(qū)從所述阱區(qū)所在的一側(cè)向所述漏極區(qū)所在的一側(cè)延伸,所述柵極位于所述漏極區(qū)和源極區(qū)之間的區(qū)域上方;所述源極區(qū)的導(dǎo)電類型與所述阱區(qū)相反。
17、上述超結(jié)器件的制造方法,通過位于橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)上的縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)來抵消漏端顯著的襯底輔助耗盡效應(yīng),使得橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的n型區(qū)和p型區(qū)達(dá)到電荷平衡,提高了器件的擊穿電壓。并且頂部第一導(dǎo)電類型層在器件導(dǎo)通時(shí)能夠提供電流通路,進(jìn)一步降低了器件的比導(dǎo)通電阻。
1.一種超結(jié)器件,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件,其特征在于,至少部分所述柵極位于所述漏極區(qū)和源極區(qū)之間的區(qū)域上方;
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述場板結(jié)構(gòu)包括沿所述第一方向排成一列的多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超結(jié)器件,其特征在于,沿所述第一方向排成一列的各所述場板結(jié)構(gòu)電性連接;和/或
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述導(dǎo)電部的材質(zhì)為多晶硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述源極區(qū)和漏極區(qū)為沿所述第一方向延伸的條狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述器件是橫向器件,或所述器件是橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述第二導(dǎo)電類型層從靠近所述源極區(qū)的一側(cè)延伸至所述漏極區(qū)與所述柵極之間的區(qū)域下方,從而使所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的上表面在所述第二導(dǎo)電類型層遠(yuǎn)離所述極區(qū)的一側(cè)邊緣形成向上凸起的階梯結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的超結(jié)器件,其特征在于,所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)還包括底部第一導(dǎo)電類型層,所述底部第一導(dǎo)電類型層位于所述縱向超結(jié)結(jié)構(gòu)的底層,所述底部第一導(dǎo)電類型層包括第一區(qū)和第二區(qū),所述第二區(qū)的摻雜濃度大于所述第一區(qū)的摻雜濃度,所述第二區(qū)靠近所述漏極區(qū)設(shè)置,所述第一區(qū)靠近所述源極區(qū)設(shè)置。
10.一種超結(jié)器件的制造方法,包括: