申请/专利权人：深圳安森德半导体有限公司

申请日：2022-09-21

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN115425083B

主分类号：H01L29/78

分类号：H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06;H01L29/739

优先权：["20220719 US 17/868,275"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2022.12.20#实质审查的生效;2022.12.02#公开

摘要：本发明公开了一种新型的屏蔽栅沟槽SGT式超级结SJMOSFETs，所述的SGTSJMOSFET具有位于氧化层电荷平衡OCB区的第一类型多阶梯外延MSE结构，以及位于SJ区的第二类型MSE结构，以降低器件的比导通电阻Rsp和栅‑漏电荷Qgd。因以上两种类型的MSE结构可以提高SGTSJMOSFETs漂移区的平均掺杂浓度，从而在不降低击穿电压的情况下降低器件的Rsp、提高器件的雪崩能力。

主权项：1.一种屏蔽栅沟槽式超级结金属氧化物半导体场效应管，形成在具有第一导电类型的外延层内，所述外延层位于具有第一导电类型的衬底之上，其进一步包括：多个位于有源区的栅沟槽，其被具有所述第一导电类型的源区所包围，所述源区位于具有第二导电类型的体区中，并接近所述外延层的上表面，其中，每个所述的栅沟槽都包括一个栅极和一个屏蔽栅极，所述屏蔽栅极与所述外延层间通过第一绝缘层实现绝缘，所述栅极与所述外延层间通过栅氧化层实现绝缘，所述屏蔽栅极与所述栅极间通过多晶硅间氧化层实现绝缘，所述栅氧化层围绕所述栅极，且所述栅氧化层的厚度小于所述第一绝缘层；一个氧化层电荷平衡区，形成于两相邻的所述栅沟槽之间、所述体区下方和所述屏蔽栅极的底部上方；所述体区，所述屏蔽栅极和所述源区，通过多个沟槽式接触区连至源金属；位于所述氧化层电荷平衡区的所述外延层，具有第一类型多阶梯外延层结构，其掺杂浓度沿所述栅沟槽侧壁、自所述屏蔽栅极的底部至所述体区方向呈阶梯式递减，其中每个所述的第一类型多阶梯外延层都具有均匀的掺杂浓度；所述屏蔽栅沟槽式超级结金属氧化物半导体场效应管还进一步包括一个位于所述氧化层电荷平衡区下方的超级结区，其包括具有所述第一导电类型的第一掺杂柱和具有所述第二导电类型的第二掺杂柱，所述第一掺杂柱和第二掺杂柱交替平行排列，并从所述栅沟槽的底部附近延伸至所述衬底，其中每个所述的第二掺杂柱都位于两相邻的栅沟槽之间并连接至所述体区；一个具有所述第一导电类型的缓冲区，形成于所述衬底和所述超级结区之间；位于所述氧化层电荷平衡区和所述缓冲区之间的所述超级结区具有第二类型多阶梯外延层结构，其具有所述第一导电类型且具有不同的掺杂浓度；位于所述超级结区的所述第二类型多阶梯外延层与所述第一掺杂柱的掺杂浓度，自所述氧化层电荷平衡区底部至所述缓冲区方向呈阶梯式递减，而所述第二掺杂柱的掺杂浓度自所述氧化层电荷平衡区底部至所述缓冲区方向呈阶梯式递增；在所述超级结区底部、所述缓冲区附近，所述第一掺杂柱的掺杂浓度低于所述第二掺杂柱的掺杂浓度；在所述超级结区顶部、所述氧化层电荷平衡区附近，所述第一掺杂柱的掺杂浓度高于所述第二掺杂柱的掺杂浓度；在所述超级结区的顶部和底部之间、所述超级结区的中间区域，所述第一掺杂柱的掺杂浓度与所述第二掺杂柱的掺杂浓度相同。

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权利要求：

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