专利名称：一种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体功率器件技术领域，涉及受可动离子沾污影响的硅制高压功率器件，特别适用于娃制超结纵向双扩散金属氧化物场效应晶体管(Super junction VDMOS,即超结VDM0S，一下均简写为超结VDM0S)，更具体的说，涉及ー种在高温反偏条件下具有高可靠性的硅制超结VDMOS的终端结构。
背景技术：
目前，功率器件在日常生活、生产等领域的应用越来越广泛，特别是功率金属氧化物半导体场效应晶体管，由于它们拥有较快的开关速度、较小的驱动电流、较宽的安全工作区，因此受到了众多研究者们的青睐。如今，功率器件正向着提高工作电压、増加工作电流、减小导通电阻和集成化的方向发展。超结的发明是功率金属氧化物半导体场效应晶体管技术上的ー个里程碑。功率器件不仅在国防、航天、航空等尖端技术领域倍受青睐，在エ业，民用家电等领域也同样为人们所重视。随着功率器件的日益发展，其可靠性也已经成为人们普遍关注的焦点。功率器件为电子设备提供所需形式的电源和电机设备提供驱动，几乎一切电子设备和电机设备都需用到功率器件，所以对器件可靠性的研究有着至关重要的意义。可靠性的定义是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。所谓规定的条件，主要指使用条件和环境条件。使用条件是指那些将进入到产品或材料内部而起作用的应カ条件，如电应力、化学应カ和物理应力。可靠性试验的范围非常广泛，其目的是为了考核电子元器件等电子产品在储存、运输和工作过程中可能遇到各种复杂的机械、环境条件。在器件漏端电压迅速上升的条件下，电压的变化反应在寄生电容上形成位移电流，位移电流作用在寄生三极管基区电阻上产生电压，导致寄生三极管开启，使器件损坏。因此，提高器件漏端电压变化的可靠性有着极其重要的意义。
发明内容
本发明提供了具有高可靠性的超结金属氧化物场效应晶体管，所涉及的结构在寄生三极管开启时，电流流过连接源极的电阻，使得发射极电位升高，让寄生三级管基区与发射极的电位差减小，从而抑制寄生三级管的开启，提高器件漏端电压变化的可靠性。本发明采用如下技术方案ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管，包括兼做漏区的N型重掺杂硅衬底，在N型重掺杂娃衬底的下表面设置有漏极金属,在N型重掺杂娃衬底的上表面设有N型掺杂硅外延层，在N型掺杂硅外延层内设有间断不连续的P型掺杂柱状半导体区，在P型掺杂柱状半导体区上设有第一型掺杂半导体区，且第一 P型掺杂半导体区位于N型掺杂外延层内，在第一 P型掺杂半导体区中设有第二 P型重掺杂半导体接触区和N型重掺杂半导体源区，在N型掺杂硅外延层的上方设有栅氧化层且栅氧化层位于相邻P型掺杂柱状半导体区之间的N型掺杂硅外延层部分的上方，在栅氧化层上方设有多晶硅栅，在多晶硅栅上设有第一型氧化层，其特征在于，在N型重掺杂半导体源区上连接有源极金属，在第二 P型重掺杂半导体接触区上连接有衬底金属，在源极金属与衬底金属的下方设有作为电阻的多晶硅，且多晶硅分别与源极金属与衬底金属连接，在衬底金属上连接有顶层金属。与现有技术相比，本发明具有如下优点
I、本发明涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构与传统的超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构相比，将衬底金属和源极金属分开，并用多晶硅电阻把衬底金属和源极金属连接起来。当寄生三极管开启时，电流流过连接源极的电阻，使得发射极电位升高，让寄生三级管基区与发射极的电位差减小，从而抑制寄生三级管的开启，提高器件漏端电压变化可靠性；同时，在本发明涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构和传统的超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构相比，器件的面积不会増大。
图I是本发明内容所涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管的整体结构示意图。图2是本发明所涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构的俯视层次示意图。图3是图2中本发明所涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构结构有源区的剖面图。图4是图2中本发明所涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构过渡区剖面图。图5为发明内容所涉及的ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管结构结构的剖面原理示意图。
具体实施例方式ー种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管，包括兼做漏区的N型重掺杂硅衬底
2,在N型重掺杂娃衬底2的下表面设置有漏极金属I,在N型重掺杂娃衬底2的上表面设有N型掺杂硅外延层3，在N型掺杂硅外延层3内设有间断不连续的P型掺杂柱状半导体区4，在P型掺杂柱状半导体区4上设有第一 P型掺杂半导体区5，且第一 P型掺杂半导体区5位于N型掺杂外延层3内，在第一 P型掺杂半导体区5中设有第二 P型重掺杂半导体接触区7和N型重掺杂半导体源区6，在N型掺杂硅外延层3的上方设有栅氧化层8且栅氧化层8位于相邻P型掺杂柱状半导体区4之间的N型掺杂硅外延层部分的上方，在栅氧化层8上方设有多晶硅栅9，在多晶硅栅9上设有第一型氧化层10，在N型重掺杂半导体源区6上连接有源极金属11，在第二 P型重掺杂半导体接触区7上连接有衬底金属12，在源极金属11与衬底金属12的下方设有作为电阻的多晶硅13，且多晶硅13分别与源极金属11与衬底金属12连接，在衬底金属12上连接有顶层金属14。下面參照附图，对本发明的具体实施方式
做出更为详细的说明图I是本发明涉及的具有高可靠性的超结金属氧化物场效应晶体管的整体结构示意图。其中I为终端区，II为过渡区，III为有源区，IV具体參考范围。
图2是本发明的具有高可靠性的超结金属氧化物场效应晶体管结构的俯视层次示意图，顶层层次用实线表示，顶层层次以下的层次用虚线表示，沿图2中AA’、BB’的剖面示意图分别为图3、图4，通过图3和4可以看到各个层次自顶向下依次的排列关系。图2中15为连接顶层金属14和衬底金属12的孔，16为多晶硅电阻13连接源极金属11和衬底金属12的孔。权利要求
1. 一种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管，包括兼做漏区的N型重掺杂硅衬底(2)，在N型重掺杂硅衬底(2)的下表面设置有漏极金属(I)，在N型重掺杂硅衬底(2)的上表面设有N型掺杂硅外延层(3)，在N型掺杂硅外延层(3)内设有间断不连续的P型掺杂柱状半导体区(4)，在P型掺杂柱状半导体区(4)上设有第一 P型掺杂半导体区(5)，且第一P型掺杂半导体区(5)位于N型掺杂外延层(3)内，在第一 P型掺杂半导体区(5)中设有第二 P型重掺杂半导体接触区(7)和N型重掺杂半导体源区(6)，在N型掺杂硅外延层(3)的上方设有栅氧化层(8)且栅氧化层(8)位于相邻P型掺杂柱状半导体区(4)之间的N型掺杂硅外延层部分的上方，在栅氧化层(8)上方设有多晶硅栅(9)，在多晶硅栅(9)上设有第一型氧化层(10)，其特征在于，在N型重掺杂半导体源区(6)上连接有源极金属(11)，在第二 P型重掺杂半导体接触区(7)上连接有衬底金属(12)，在源极金属(11)与衬底金属(12)的下方设有作为电阻的多晶硅(13)，且多晶硅(13)分别与源极金属(11)与衬底金属(12)连接，在衬底金属(12)上连接有顶层金属(14)。
全文摘要
一种超结纵向双扩散金属氧化物半导体管，包括兼做漏区的N型重掺杂硅衬底，在N型重掺杂硅衬底的下表面设置有漏极金属，在N型重掺杂硅衬底的上表面设有N型掺杂硅外延层，在N型掺杂硅外延层内设有间断不连续的P型掺杂柱状半导体区，在P型掺杂柱状半导体区上设有第一P型掺杂半导体区，且第一P型掺杂半导体区位于N型掺杂外延层内，在第一P型掺杂半导体区中设有第二P型掺杂半导体接触区和N型掺杂半导体源区，其特征在于，在N型重掺杂半导体源区上连接有源极金属，在第二P型重掺杂半导体接触区上连接有衬底金属，在源极金属与衬底金属的下方设有作为电阻的多晶硅，且多晶硅分别与源极金属与衬底金属连接，在衬底金属上连接有顶层金属。
文档编号H01L29/78GK102646710SQ20121010101
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者吴逸凡, 孙伟锋, 时龙兴, 祝靖, 钱钦松, 陆生礼 申请人:东南大学