【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种超结(super junction)器件的终端结构；本专利技术还涉及一种超结器件的终端结构的制造方法。
技术介绍
1、现有超结器件包括电流流动区通常也称电荷流动区和承受电压的终端区，在电流流动区和终端区之间还包括过渡区。在电流流动区中，有交替排列的p型柱和n型柱即p-n柱，p-n柱形成超结结构，通常，p型柱通常由填充于沟槽即超结沟槽中的p型外延层组成，n型柱由p型柱之间的n型外延层组成。以条状的p-n柱的结构为例，每个n柱的上方有一个栅极结构，栅极结构包括平面栅结构和沟槽栅结构。对于平面栅结构，该栅极结构可以部分覆盖周边的p型柱，也可以不覆盖，每个p型柱的上方有一个p型阱，在p型阱里有一个由n+区组成的源区；在源区顶部形成有一个接触孔，源区通过顶部的接触孔连接到由正面金属层组成的源极即金属源极；同时，源区的接触孔的底部还通过一个高浓度的p+接触区与p型阱相连。
2、过渡区中有一个和电流流动区的p型阱相连的p型环区域，该p型区域上有接触孔，接触孔之下也有一个高浓度的p+接触区；因此p型环通过p+接触区和顶部的接触孔接触并通过顶部的接触孔连接到由正面金属层组成的源极；这样，p型环和电流流动区中的p型阱以及源区都连接到源极。
3、终端区用于在横向上承受源区和漏区之间的电压，在一般的超结mosfet器件中，该终端区主要由交替排列的p-n柱构成，或者在交替排列的p-n柱之外侧，还有一个由n+区组成的截止区。这个交替排列的p-n柱在源区和漏区之间加反向偏置时，其中的
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种超结器件的终端结构，能改善终端结构的pn平衡，提高终端结构的耐压能力并进而提高整个超结器件的耐压能力，还能扩大器件的p型柱的工艺窗口，能提高器件的击穿电压一致性以及可靠性。为此，本专利技术还提供一种超结器件的终端结构的制造方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的超结器件的终端结构中，超结器件的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间。
3、在所述电流流动区、所述过渡区和所述终端区中都形成有超结结构；所述超结结构形成于半导体衬底中且所述超结结构由n型柱和p型柱交替排列而成，各所述p型柱具有第一初始p型杂质，各所述n型柱具有第一初始n型杂质，超结单元由一个所述n型柱和相邻的所述p型柱组成。
4、终端结构形成于所述过渡区和所述终端区中，所述终端结构包括：所述超结结构、保护环氧化膜和第二p型注入杂质。
5、所述保护环氧化膜覆盖在所述过渡区和所述终端区的所述超结结构的表面。
6、各所述p型柱具有第一表面区域，所述第一表面区域中的部分p型杂质会热偏析到所述保护环氧化膜中从而使各所述p型柱的所述第一表面区域中的p型杂质量减少。
7、所述第二p型注入杂质位于所述终端区的所述超结结构的第二表面区域中，在所述电流流动区中无所述第二p型注入杂质；在所述终端区的所述p型柱中，所述第二表面区域和所述第一表面区域有交叠区域，所述第二p型注入杂质用于补偿所述第一表面区域中p型杂质的减少量，从而改善所述终端区中的所述超结结构的pn平衡，所述第二p型注入杂质同时使所述终端区的所述n型柱的第二表面区域的n型净掺杂量减少，以提高所述终端区中的所述超结结构的耐压能力和提高所述p型柱的工艺窗口。
8、进一步的改进是，所述保护环氧化膜的组成膜包括热氧化膜。
9、进一步的改进是，所述第一初始p型杂质包括硼或氟化硼。
10、进一步的改进是，在所述电流流动区中，各所述p型柱的表面还形成有p型阱，所述p型阱还延伸到相邻的所述n型柱的表面上。
11、在所述过渡区中形成有p型环，所述p型环覆盖在所述过渡区中的各所述超结单元的表面。
12、所述p型阱的掺杂浓度比所述p型柱的掺杂浓度高1至2个数量级，所述p型环的掺杂浓度比所述p型柱的掺杂浓度高1至2个数量级。
13、进一步的改进是，所述第二p型注入杂质包括硼或氟化硼，所述第二p型注入杂质的注入条件包括2e11cm-2～8e11cm-2。
14、进一步的改进是，通过调节所述第二p型注入杂质，将所述终端区的所述超结结构的耐压能力调节到大于所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力，使所述超结器件的耐压能力由所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力决定。
15、进一步的改进是，所述p型柱的工艺窗口为所述p型柱中所述第一初始p型杂质的掺杂浓度的变化窗口，所述p型柱的最低掺杂浓度取最佳平衡掺杂浓度，所述p型柱的最高掺杂浓度保证满足所述超结器件的耐压能力满足最低耐压要求值。所述终端区中的所述超结结构的耐压能力提高使所述超结器件的耐压能力提升，所述p型柱的最高掺杂浓度也增加，所述p型柱的工艺窗口扩大。
16、进一步的改进是，在所述半导体衬底表面上形成有第一外延层，所述超结结构形成于所述第一外延层中。
17、所述第一外延层为具有单一电阻率的单一外延层。
18、或者，所述第一外延层由第一外延子层和位于所述第一外延子层顶部表面的第二外延子层叠加而成，所述第二外延子层的电阻率低于所述第一外延子层的电阻率。
19、进一步的改进是，所述第一外延层为n型掺杂，所述p型柱的组成部分包括填充于沟槽中的p型掺杂的第二外延层，所述n型柱由所述p型柱之间的所述第一外延层组成；
20、所述第二外延层的p型掺杂浓度的波动范围位于所述p型柱的工艺窗口内。
21、为解决上述技术问题，本专利技术提供的超结器件的终端结构的制造方法包括如下步骤：
22、步骤一、将超结器件的形成区域分成电流流动区，过渡区和终端区，所述超结器件的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间。
23、在所述电流流动区、所述过渡区和所述终端区中都形成超结结构；所述超结结构形成于半导体衬底中且所述超结结构由n型柱和p型柱交替排列而成，各所述p型柱具有第一初始p型杂质，各所述n型柱具有第一初始n型杂质，超结单元由一个所述n型柱和相邻的所述p型柱组成。
24、步骤二、进行选择性p型离子注入在所述终端区的所述超结结构的第二表面区域中形成第二p型注入杂质；在所述电流流动区中无所述第二p型注入杂质。
25、步骤三、形成保护环氧化膜并对所述保护环氧化膜进行图形化刻蚀，所述图形化刻蚀使所述保护环氧化膜仅在所述过渡区和所述终端区的所述超结结构的表面。
26、在形成所述保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超结器件的终端结构，其特征在于：超结器件的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间；
2.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述保护环氧化膜的组成膜包括热氧化膜。
3.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第一初始P型杂质包括硼或氟化硼。
4.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：在所述电流流动区中，各所述P型柱的表面还形成有P型阱，所述P型阱还延伸到相邻的所述N型柱的表面上；
5.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第二P型注入杂质包括硼或氟化硼，所述第二P型注入杂质的注入条件包括2E11cm-2～8E11cm-2。
6.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：通过调节所述第二P型注入杂质，将所述终端区的所述超结结构的耐压能力调节到大于所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力，使所述超结器件的耐压能力由所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力决定。
7.如权利要求1所述的超结器
8.如权利要求7所述的超结器件的终端结构，其特征在于：在所述半导体衬底表面上形成有第一外延层，所述超结结构形成于所述第一外延层中；
9.如权利要求8所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第一外延层为N型掺杂，所述P型柱的组成部分包括填充于沟槽中的P型掺杂的第二外延层，所述N型柱由所述P型柱之间的所述第一外延层组成；
10.一种超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
11.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：步骤三中，所述保护环氧化膜的组成膜包括采用热氧化工艺形成的热氧化膜。
12.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：所述第一初始P型杂质包括硼或氟化硼。
13.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：在步骤三之前，还包括：
14.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：所述第二P型注入杂质包括硼或氟化硼，所述第二P型注入杂质的注入条件包括2E11cm-2～8E11cm-2。
15.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：通过调节所述第二P型注入杂质，将所述终端区的所述超结结构的耐压能力调节到大于所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力，使所述超结器件的耐压能力由所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力决定。
16.如权利要求10所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：所述P型柱的工艺窗口为所述P型柱中所述第一初始P型杂质的掺杂浓度的变化窗口，所述P型柱的最低掺杂浓度取最佳平衡掺杂浓度，所述P型柱的最高掺杂浓度保证满足所述超结器件的耐压能力满足最低耐压要求值，所述终端区中的所述超结结构的耐压能力提高使所述超结器件的耐压能力提升，所述P型柱的最高掺杂浓度也增加，所述P型柱的工艺窗口扩大。
17.如权利要求16所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：在所述半导体衬底表面上形成有第一外延层，所述超结结构形成于所述第一外延层中；
18.如权利要求17所述的超结器件的终端结构的制造方法，其特征在于：所述第一外延层为N型掺杂，步骤一包括如下分步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超结器件的终端结构，其特征在于：超结器件的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间；
2.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述保护环氧化膜的组成膜包括热氧化膜。
3.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第一初始p型杂质包括硼或氟化硼。
4.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：在所述电流流动区中，各所述p型柱的表面还形成有p型阱，所述p型阱还延伸到相邻的所述n型柱的表面上；
5.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第二p型注入杂质包括硼或氟化硼，所述第二p型注入杂质的注入条件包括2e11cm-2～8e11cm-2。
6.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：通过调节所述第二p型注入杂质，将所述终端区的所述超结结构的耐压能力调节到大于所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力，使所述超结器件的耐压能力由所述电流流动区的所述超结结构的耐压能力决定。
7.如权利要求1所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述p型柱的工艺窗口为所述p型柱中所述第一初始p型杂质的掺杂浓度的变化窗口，所述p型柱的最低掺杂浓度取最佳平衡掺杂浓度，所述p型柱的最高掺杂浓度保证满足所述超结器件的耐压能力满足最低耐压要求值，所述终端区中的所述超结结构的耐压能力提高使所述超结器件的耐压能力提升，所述p型柱的最高掺杂浓度也增加，所述p型柱的工艺窗口扩大。
8.如权利要求7所述的超结器件的终端结构，其特征在于：在所述半导体衬底表面上形成有第一外延层，所述超结结构形成于所述第一外延层中；
9.如权利要求8所述的超结器件的终端结构，其特征在于：所述第一外延层为n型掺杂，所述p型柱的组成部分包括填充于沟槽中的p型掺杂的第二外延层，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖胜安，曾大杰，范雨婷，干超，
申请(专利权)人：上海鼎阳通半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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