本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法及其器件結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
SJ-MOS的寄生體二極管從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂剐枰欢ǖ臅r(shí)間,因?yàn)檎驅(qū)〞r(shí),由于多子擴(kuò)散在pn結(jié)區(qū)內(nèi)存儲大量少子電荷,此時(shí)如果突然加上一個(gè)反向偏置,則由正向?qū)〞r(shí)產(chǎn)生的存儲電荷就會形成反向電流,而將這些反向恢復(fù)電荷完全抽出或復(fù)合掉需要一定的時(shí)間,這一過程稱為反向恢復(fù)過程,在這一過程中所用的時(shí)間稱為反向恢復(fù)時(shí)間trr。低的反向恢復(fù)時(shí)間可以加快MOS管的關(guān)斷時(shí)間,使器件適用于更高的工作頻率。一般通過重金屬摻雜或電子輻照來降低少子壽命,減小trr,但是這兩種方式都會導(dǎo)致IDSS增加,且重金屬摻雜工藝復(fù)雜,電子輻照成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法及其器件結(jié)構(gòu),通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布,達(dá)到減小少子存儲電荷、加快反向恢復(fù)過程的目的。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法,其特征在于:
包括以下步驟:
步驟一:在N+襯底上生長外延N-;
步驟二:通過Trench光刻板,刻蝕出深溝槽;
步驟三:在溝槽表面生長一層淺摻雜的N- -;
步驟四:隨后,在N- -外延表面,生長P+外延,使之填充滿溝槽,并進(jìn)行CMP工藝,將溝槽外的N- -及P型外延去掉,形成N柱P柱相交替的超結(jié)結(jié)構(gòu);
步驟五:通過Body光刻板注入體區(qū)并退火形成body區(qū),淀積場氧化成并回刻,通過柵氧、多晶硅淀積回刻形成gate,再注入As或P并推阱形成Nsource;
步驟六:淀積ILD并回刻,孔注,最后淀積金屬并回刻,形成器件的最終結(jié)構(gòu)。
步驟三中,在溝槽表面生長的淺摻雜的N- -,這層外延的摻雜濃度低于步驟一中的N型外延。
如所述的快反向恢復(fù)SJ-MOS的器件結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布,達(dá)到減小少子存儲電荷,加快反向恢復(fù)過程的目的, trr減小的同時(shí), IDSS沒有增加,擊穿電壓沒有變化。
本發(fā)明使得反向恢復(fù)時(shí)間明顯減小,且反向恢復(fù)軟度未變化,通過二極管正向?qū)〞r(shí)的少子分布對比可以看到,本發(fā)明的少子存儲電荷明顯減少。
附圖說明
圖1為步驟一示意圖。
圖2為步驟二示意圖。
圖3為步驟三示意圖。
圖4為步驟四示意圖。
圖5為步驟五示意圖。
圖6為步驟六示意圖。
圖7為未做N- -外延器件的反向恢復(fù)特性對比。
圖8為體二極管正向?qū)〞r(shí)的少子分布對比。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
本發(fā)明涉及的快反向恢復(fù)SJ-MOS的方法,具體包括以下步驟:
1.在N+襯底上生長一定厚度的外延N-。(圖1)
2.在通過Trench光刻板,刻蝕出深溝槽(圖2)。
3.在溝槽表面生長一層淺摻雜的N- -,厚度約1um,這層外延的摻雜濃度低步驟1中的N型外延(圖3)。
4.隨后,在N--外延表面,生長一定濃度的P+外延,使之填充滿溝槽,并進(jìn)行CMP工藝,將溝槽外的N- -及P型外延去掉,形成N柱P柱相交替的超結(jié)結(jié)構(gòu)(圖4)。
5.通過Body光刻板注入體區(qū)并退火形成body區(qū),淀積場氧化成并回刻,通過柵氧、多晶硅淀積回刻形成gate,再注入As(或P)并推阱形成Nsource(圖5)。
6.淀積ILD并回刻,孔注,最后淀積金屬并回刻,形成器件的最終結(jié)構(gòu)(圖6)。
上述方法通過調(diào)整外延的摻雜濃度分布,達(dá)到減小少子存儲電荷,加快反向恢復(fù)過程的目的, trr減小的同時(shí), IDSS沒有增加,擊穿電壓沒有變化。通過器件仿真,對比了相同情況下,未做N- -外延器件的反向恢復(fù)特性(圖7),可以看到,本發(fā)明結(jié)構(gòu)的反向恢復(fù)時(shí)間明顯減小,且反向恢復(fù)軟度未變化,通過二極管正向?qū)〞r(shí)的少子分布對比(圖8)可以看到,本發(fā)明的少子存儲電荷明顯減少。
本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換,均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。