优化体二极管反向恢复特性的超结VDMOS及制备方法

摘要

本发明涉及一种优化体二极管反向恢复特性的超结VDMOS及制备方法。常规的超结VDMOS的结构中本征地寄生着双极型晶体管NPN结构和体二极管结构，为避免该寄生NPN晶体管开启，必须减小流过P柱或体二极管上部的反向恢复电流，降低寄生NPN管基极电阻R_B的两端的压降使其无法开启。本发明包括P柱及位于P柱顶部的Pbody区，其特征在于：所述P柱上部的侧壁设置有氧化层。本发明的P柱侧壁具有二氧化硅氧化层，避免了寄生的双极型NPN晶体管的开启引起的器件失效；本发明兼容超结的深槽刻蚀与深槽外延工艺，在提升体二极管反向恢复能力的同时没有增加工艺制造成本。

主权项

一种优化体二极管反向恢复特性的超结VDMOS，包括P柱（3）及位于P柱（3）顶部的Pbody区（4），其特征在于：所述P柱（3）上部的侧壁设置有氧化层（10）；所述氧化层（10）厚度为50~200nm，并由Pbody区（4）底端延伸至P柱（3）的1/3~1/2处；所述氧化层为二氧化硅层；所述氧化层的形成过程包括以下步骤：步骤一、利用外延工艺，在N⁺衬底（1）上外延一层30~50μm的N型外延层（2）；步骤二、在N型外延层（2）上淀积Si₃N₄保护层（11），并利用P柱光刻掩膜板对Si₃N₄保护层（11）进行刻蚀；步骤三、利用P柱光刻掩膜板掩膜，对在N型外延层（2）进行深槽刻蚀，然后刻蚀出深为25~45μm的深槽；步骤四、在深槽中外延生长出P柱（3），即P型外延层，其厚度为15~25μm，其中P柱（3）的掺杂浓度为1×10¹⁵~5×10¹⁵cm^‑3；步骤五、在1000~1200℃温度下干氧氧化60~120分钟，在深槽侧壁及P型外延层的上表面处生长出50~200nm厚的氧化层（10）；步骤六、使用干法刻蚀，将深槽内P柱（3）表面上方的氧化层（10）刻蚀掉；步骤七、在深槽中外延生长P柱，使P柱（3）顶端与N型外延层（2）的顶端高度相差5μm，其中P柱（3）的掺杂浓度与步骤四相同；步骤八、采用干法刻蚀，使最上面5μm深的氧化层及N型外延层（2）上淀积Si₃N₄保护层（11）完全刻蚀掉；步骤九、在深槽中外延生长P柱（3）5μm，其中P柱（3）的掺杂浓度与步骤四相同，P柱（3）与N型外延层（2）上表面平齐。