所述P型体区205之上；所述P型体区205与所述多晶硅栅极重叠的部分作为沟道区。
[0053]本实施例中，所述栅极结构包括形成于所述N型轻掺杂外延层202表面的栅氧化层206及形成于所述栅氧化层206表面的多晶硅栅极207。
[0054]需要指出的是，本实施例中，所述第一端为左端(图3所示情形)，相应的，后面所述与所述第一端相对的第二端指的是右端。在其它实施例中，所述第一端也可以为右端，相应的，所述第二端为左端。
[0055]具体的，本实用新型的非对称超结MOSFET为高压超结MOSFET，能够耐400V以上高压，其中，所述第一 P柱203及第二 P柱204的深度为30?60微米，且所述第一 P柱203及第二 P柱204为P型单晶硅。
[0056]如图4所示，所述P型体区205中还形成有N型重掺杂源区208及P型重掺杂接触区209 ;所述N型重掺杂源区208及P型重掺杂接触区209与器件表面的源极金属层210接触；所述源极金属层210与所述栅极结构之间通过绝缘层211隔离。
[0057]进一步的，所述栅极结构优选为与所述第二 P柱204不相连。所述第二 P柱204单独起到器件耐压作用。
[0058]对于常规的对称型高压超结MOSFET结构(如图1所示)，每个晶体管单元的沟道区由两段组成(分别位于栅极结构下方的两端)，从而每一段沟道区的长度I均较短。例如，若总沟道长度为1.5微米，则常规对称型高压超结MOSFET结构中，每段沟道区的长度均小于I微米，随着超结MOSFET尺寸进一步缩小的趋势，因而短沟道效应也越来越明显。而本实用新型的非对称超结MOSFET中，每个晶体管单元仅包括一段沟道区(如图3或图4所示)，其中，图3中示出了所述沟道区205的长度L，本实施例中，所述沟道区205的的长度L为I?2微米。本实用新型的非对称超结MOSFET结构可以使得沟道长度大幅提高，从而有效减少了短沟道效应，可以获得更好的器件特性。
[0059]实施例二
[0060]本实用新型的非对称超结MOSFET结构的一种制作方法如下，包括以下步骤:
[0061]首先请参阅图5，提供一自下而上依次包括N型重掺杂衬底201及N型轻掺杂外延层202的半导体基片，在所述N型轻掺杂外延层202上部进行注入和扩散，形成P型体区205。
[0062]然后请参阅图6，进行刻蚀，在所述N型轻掺杂外延层202中形成第一沟槽212及第二沟槽213，其中，所述第一沟槽212贯穿所述P型体区205并往所述N型轻掺杂外延层202底部方向延伸，且未贯穿所述N型轻掺杂外延层202 ;所述第二沟槽213与所述第一沟槽212平行排列，且与所述P型体区205之间具有预设距离，即所述第二沟槽213远离所述P型体区205。
[0063]本实施例中，所述第一沟槽212及第二沟槽213的深度为30?60微米，使得最终的MOSFET器件可以耐高压，如400V以上。
[0064]接着请参阅图7，在所述第一沟槽212及第二沟槽213中填充P型半导体层，形成第一 P柱203及第二 P柱204。
[0065]具体的，采用外延工艺生长所述P型半导体层，所述P型半导体层的材料为P型单晶硅。需要指出的是，填充于所述第一沟槽212顶部的P型半导体层亦复作为所述P型体区205的一部分。
[0066]再请参阅图8，在所述N型轻掺杂外延层202表面形成栅极结构；所述栅极结构位于所述第一 P柱203及第二 P柱204之间，且所述栅极结构的第一端重叠于所述P型体区205之上；所述P型体区205与所述多晶硅栅极重叠的部分作为沟道区。
[0067]具体的，首先在器件表面生长栅氧化层206、淀积多晶硅栅极207，并进行刻蚀，得到所述栅极结构。所述栅极结构优选为不与所述第二 P柱204接触。所述沟道区的长度为I?2微米。
[0068]进一步的，在所述N型轻掺杂外延层202表面形成栅极结构之后，还包括以下步骤:
[0069]如图8所示，在所述P型体区205中进行源区注入，形成N型重掺杂源区208 ;
[0070]如图9所示，在所述N型轻掺杂外延层202表面生长覆盖所述栅极结构的绝缘层211，并在所述第一 P柱203及第二 P柱204上方分别形成贯穿所述绝缘层211的接触孔214，然后进行孔注入，分别在所述P型体区205上部及所述第二 P柱204上部得到P型重掺杂接触区209，其中，位于所述P型体区205中的P型重掺杂接触区209邻接所述N型重惨杂源区208。
[0071]如图4所示，在所述绝缘层211表面形成源极金属层210，所述源极金属层210填充进所述接触孔214并与所述N型重掺杂源区208及P型重掺杂接触区209接触；所述源极金属层210与所述栅极结构之间通过所述绝缘层211隔离。
[0072]至此，制作得到了本实用新型的非对称超结MOSFET结构，该方法与原超结MOS的制作工艺完全兼容。
[0073]综上所述，本实用新型的非对称超结MOSFET结构，具有以下有益效果:本实用新型采用非对称超结MOSFET结构，每个晶体管单元中，沟道仅位于一侧，可以提高沟道长度，获得更好的器件特性，且工艺上与常规对称型超结MOS完全兼容。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0074]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种非对称超结MOSFET结构，包括至少一个晶体管单元，所述晶体管单元包括N型重掺杂衬底及形成于所述N型重掺杂衬底上的N型轻掺杂外延层；所述N型轻掺杂外延层中形成有第一 P柱及第二 P柱，其特征在于: 所述第一 P柱上部形成有P型体区，且所述P型体区朝所述第二 P柱方向延伸，并与所述第二 P柱之间具有预设距离； 所述N型轻掺杂外延层表面形成有栅极结构，所述栅极结构位于所述第一 P柱及第二P柱之间，且所述栅极结构的第一端重叠于所述P型体区之上；所述P型体区与所述栅极结构重叠的部分作为沟道区。2.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述沟道区的长度为I?2微米。3.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述栅极结构与所述第二 P柱不相连。4.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述第一P柱及第二P柱的深度为30?60微米。5.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述第一P柱及第二P柱为P型单晶硅。6.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述P型体区中还形成有N型重掺杂源区及P型重掺杂接触区；所述N型重掺杂源区及P型重掺杂接触区与器件表面的源极金属层接触；所述源极金属层与所述栅极结构之间通过绝缘层隔离。7.根据权利要求1所述的非对称超结MOSFET结构，其特征在于:所述栅极结构包括形成于所述N型轻掺杂外延层表面的栅氧化层及形成于所述栅氧化层表面的多晶硅栅极。
【专利摘要】本实用新型提供一种非对称超结MOSFET结构，该结构包括至少一个晶体管单元，所述晶体管单元包括N型重掺杂衬底及形成于其上的N型轻掺杂外延层；所述N型轻掺杂外延层中形成有第一P柱及第二P柱，其中：第一P柱上部形成有P型体区，且P型体区朝第二P柱方向延伸，并与第二P柱之间具有预设距离；所述N型轻掺杂外延层表面形成有栅极结构，所述栅极结构位于所述第一P柱及第二P柱之间，且所述栅极结构的第一端重叠于所述P型体区之上；所述P型体区与所述多晶硅栅极重叠的部分作为沟道区。本实用新型采用非对称超结MOSFET结构，每个晶体管单元中，沟道仅位于一侧，可以提高沟道长度，获得更好的器件特性，且工艺上与常规对称型超结MOS完全兼容。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/78, H01L21/336
【公开号】CN204632765
【申请号】CN201520257607
【发明人】白玉明, 钱振华, 张海涛
【申请人】无锡同方微电子有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月24日