一種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管制造技術

一種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型重摻雜硅襯底，在N型重摻雜硅襯底的下表面設置有漏極金屬，在N型重摻雜硅襯底的上表面設有N型摻雜硅外延層，在N型摻雜硅外延層內設有間斷不連續的P型摻雜柱狀半導體區，在P型摻雜柱狀半導體區上設有第一P型摻雜半導體區，且第一P型摻雜半導體區位于N型摻雜外延層內，在第一P型摻雜半導體區中設有第二P型摻雜半導體接觸區和N型摻雜半導體源區，其特征在于，在N型重摻雜半導體源區上連接有源極金屬，在第二P型重摻雜半導體接觸區上連接有襯底金屬，在源極金屬與襯底金屬的下方設有作為電阻的多晶硅，且多晶硅分別與源極金屬與襯底金屬連接，在襯底金屬上連接有頂層金屬。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于半導體功率器件
，涉及受可動離子沾污影響的硅制高壓功率器件，特別適用于娃制超結縱向雙擴散金屬氧化物場效應晶體管(SuperjunctionVDMOS,即超結VDM0S，一下均簡寫為超結VDM0S)，更具體的說，涉及ー種在高溫反偏條件下具有高可靠性的硅制超結VDMOS的終端結構。
技術介紹
目前，功率器件在日常生活、生產等領域的應用越來越廣泛，特別是功率金屬氧化物半導體場效應晶體管，由于它們擁有較快的開關速度、較小的驅動電流、較寬的安全工作區，因此受到了眾多研究者們的青睞。如今，功率器件正向著提高工作電壓、増加工作電流、 減小導通電阻和集成化的方向發展。超結的技術是功率金屬氧化物半導體場效應晶體管技術上的ー個里程碑。功率器件不僅在國防、航天、航空等尖端
倍受青睞，在エ業，民用家電等領域也同樣為人們所重視。隨著功率器件的日益發展，其可靠性也已經成為人們普遍關注的焦點。功率器件為電子設備提供所需形式的電源和電機設備提供驅動，幾乎一切電子設備和電機設備都需用到功率器件，所以對器件可靠性的研究有著至關重要的意義。可靠性的定義是產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。所謂規定的條件，主要指使用條件和環境條件。使用條件是指那些將進入到產品或材料內部而起作用的應カ條件，如電應力、化學應カ和物理應力。可靠性試驗的范圍非常廣泛，其目的是為了考核電子元器件等電子產品在儲存、運輸和工作過程中可能遇到各種復雜的機械、環境條件。在器件漏端電壓迅速上升的條件下，電壓的變化反應在寄生電容上形成位移電流，位移電流作用在寄生三極管基區電阻上產生電壓，導致寄生三極管開啟，使器件損壞。因此，提高器件漏端電壓變化的可靠性有著極其重要的意義。
技術實現思路
本技術提供了具有高可靠性的超結金屬氧化物場效應晶體管，所涉及的結構在寄生三極管開啟時，電流流過連接源極的電阻，使得發射極電位升高，讓寄生三級管基區與發射極的電位差減小，從而抑制寄生三級管的開啟，提高器件漏端電壓變化的可靠性。本技術采用如下技術方案ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型重摻雜硅襯底，在N型重摻雜娃襯底的下表面設置有漏極金屬,在N型重摻雜娃襯底的上表面設有N型摻雜硅外延層，在N型摻雜硅外延層內設有間斷不連續的P型摻雜柱狀半導體區，在P型摻雜柱狀半導體區上設有第一型摻雜半導體區，且第一 P型摻雜半導體區位于N型摻雜外延層內，在第一 P型摻雜半導體區中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區，在N型摻雜硅外延層的上方設有柵氧化層且柵氧化層位于相鄰P型摻雜柱狀半導體區之間的N型摻雜硅外延層部分的上方，在柵氧化層上方設有多晶硅柵，在多晶硅柵上設有第一型氧化層，其特征在于，在N型重摻雜半導體源區上連接有源極金屬，在第二 P型重摻雜半導體接觸區上連接有襯底金屬，在源極金屬與襯底金屬的下方設有作為電阻的多晶硅，且多晶硅分別與源極金屬與襯底金屬連接，在襯底金屬上連接有頂層金屬。與現有技術相比，本技術具有如下優點I、本技術涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構與傳統的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構相比，將襯底金屬和源極金屬分開，并用多晶硅電阻把襯底金屬和源極金屬連接起來。當寄生三極管開啟時，電流流過連接源極的電阻，使得發射極電位升高，讓寄生三級管基區與發射極的電位差減小，從而抑制寄生三級管的開啟，提高器件漏端電壓變化可靠性；同時，在本技術涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構和傳統的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構相比，器件的面積不會増大。附圖說明·圖I是本
技術實現思路
所涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的整體結構示意圖。圖2是本技術所涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構的俯視層次示意圖。圖3是圖2中本技術所涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構結構有源區的剖面圖。圖4是圖2中本技術所涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構過渡區剖面圖。圖5為
技術實現思路
所涉及的ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管結構結構的剖面原理示意圖。具體實施方式ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型重摻雜硅襯底2,在N型重摻雜娃襯底2的下表面設置有漏極金屬I,在N型重摻雜娃襯底2的上表面設有N型摻雜硅外延層3，在N型摻雜硅外延層3內設有間斷不連續的P型摻雜柱狀半導體區4，在P型摻雜柱狀半導體區4上設有第一 P型摻雜半導體區5，且第一 P型摻雜半導體區5位于N型摻雜外延層3內，在第一 P型摻雜半導體區5中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區7和N型重摻雜半導體源區6，在N型摻雜硅外延層3的上方設有柵氧化層8且柵氧化層8位于相鄰P型摻雜柱狀半導體區4之間的N型摻雜硅外延層部分的上方，在柵氧化層8上方設有多晶硅柵9，在多晶硅柵9上設有第一型氧化層10，在N型重摻雜半導體源區6上連接有源極金屬11，在第二 P型重摻雜半導體接觸區7上連接有襯底金屬12，在源極金屬11與襯底金屬12的下方設有作為電阻的多晶硅13，且多晶硅13分別與源極金屬11與襯底金屬12連接，在襯底金屬12上連接有頂層金屬14。下面參照附圖，對本技術的具體實施方式做出更為詳細的說明圖I是本技術涉及的具有高可靠性的超結金屬氧化物場效應晶體管的整體結構示意圖。其中I為終端區，II為過渡區，III為有源區，IV具體參考范圍。圖2是本技術的具有高可靠性的超結金屬氧化物場效應晶體管結構的俯視 層次示意圖，頂層層次用實線表示，頂層層次以下的層次用虛線表示，沿圖2中AA’、BB’的剖面示意圖分別為圖3、圖4，通過圖3和4可以看到各個層次自頂向下依次的排列關系。圖2中15為連接頂層金屬14和襯底金屬12的孔，16為多晶硅電阻13連接源極金屬11和襯底金屬12的孔。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型重摻雜硅襯底(2)，在N型重摻雜硅襯底(2)的下表面設置有漏極金屬(1)，在N型重摻雜硅襯底(2)的上表面設有N型摻雜硅外延層(3)，在N型摻雜硅外延層(3)內設有間斷不連續的P型摻雜柱狀半導體區(4)，在P型摻雜柱狀半導體區(4)上設有第一P型摻雜半導體區(5)，且第一P型摻雜半導體區(5)位于N型摻雜外延層(3)內，在第一P型摻雜半導體區(5)中設有第二P型重摻雜半導體接觸區(7)和N型重摻雜半導體源區(6)，在N型摻雜硅外延層(3)的上方設有柵氧化層(8)且柵氧化層(8)位于相鄰P型摻雜柱狀半導體區(4)之間的N型摻雜硅外延層部分的上方，在柵氧化層(8)上方設有多晶硅柵(9)，在多晶硅柵(9)上設有第一型氧化層(10)，其特征在于，在N型重摻雜半導體源區(6)上連接有源極金屬(11)，在第二P型重摻雜半導體接觸區(7)上連接有襯底金屬(12)，在源極金屬(11)與襯底金屬(12)的下方設有作為電阻的多晶硅(13)，且多晶硅(13)分別與源極金屬(11)與襯底金屬(12)連接，在襯底金屬(12)上連接有頂層金屬(14)。

【技術特征摘要】
1.ー種超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型重摻雜硅襯底(2)，在N型重摻雜硅襯底(2)的下表面設置有漏極金屬(I)，在N型重摻雜硅襯底(2)的上表面設有N型摻雜硅外延層(3)，在N型摻雜硅外延層(3)內設有間斷不連續的P型摻雜柱狀半導體區(4)，在P型摻雜柱狀半導體區(4)上設有第一 P型摻雜半導體區(5)，且第一P型摻雜半導體區(5)位于N型摻雜外延層(3)內，在第一 P型摻雜半導體區(5)中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區(7)和N型重摻雜半導體源區￠)，在N型摻雜硅外延層(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫偉鋒，祝靖，吳逸凡，錢欽松，陸生禮，時龍興，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：實用新型
國別省市：