一种提高反向恢复特性的SJMOS及制备方法与流程

本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种提高反向恢复特性的sj mos及制备方法。

背景技术：

1、sj mos英文全称为super junction mosfet，即超结mosfet（金属氧化物半导体场效应晶体管），其具有低电阻和高电压能力的特点。相较于传统的普通mosfet，sj mos采用了特殊的结构设计，能够实现更好的性能。sj mos的结构包括p型和n型沟道之间的pn结构，并在沟道区域之间交叉排列多个pn结，比如会在漂移区设置交替排列的n-pillar和p-pillar。这种结构可以提高器件的电压能力和电流承载能力，同时降低导通电阻，减小开关损耗。sj mos常用于高电压应用中，如电源转换器、电动汽车、工业电机驱动器等

2、然而，sj mos在体二极管反向导通时存在较差的反向恢复特性。当给sj mos漏极施加负电位，源极施加正电位时，sj mos内部存在的体二极管会反向导通。在体二极管会反向导通时，sj mos的n+衬底的电子会经n-drift区注入到p-pillar，在p-pillar中形成少子；当sj mos内部存在的体二极管关断时，在p-pillar留下的电子和在n-drift中留下的空穴会被反向抽取，从而造成较大的反向恢复电流，导致较大的功耗，影响器件在整流和高频中的使用。

技术实现思路

1、为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明提供一种提高反向恢复特性的sjmos及制备方法，能够减少sj mos中的反向恢复电荷，优化sj mos的反向恢复特性，降低sjmos的功耗。

2、本发明提供了一种提高反向恢复特性的sj mos，包括：

3、第一n+区和第一体区；

4、第一n+区位于源极与第一体区之间，并与栅极侧壁、第一体区和源极邻接；

5、第一体区位于第一n+区和n柱之间，并与第一n+区和栅极侧壁邻接。

6、在一种可能实施的方式中，提高反向恢复特性的sj mos还包括：在漂移层的一侧设置p柱；

7、p柱位于源极与衬底之间，并与源极、衬底和n柱邻接。

8、在一种可能实施的方式中，提高反向恢复特性的sj mos还包括：n型缓冲层；

9、n型缓冲层位于第一体区和n柱之间，并与第一体区、栅极侧壁和n柱邻接。

10、在一种可能实施的方式中，第一n+区的厚度为1-3um。

11、在一种可能实施的方式中，第一体区的厚度为3-5um。

12、在一种可能实施的方式中，n型缓冲层的掺杂浓度为1*1015-3*1015cm-3。

13、在一种可能实施的方式中，n型缓冲层的厚度为1-3um。

14、在一种可能实施的方式中，提高反向恢复特性的sj mos还包括：第二n+区、第二体区、n柱、源极、栅极、漏极和衬底；

15、第二n+区位于源极和栅极下方；

16、第二体区位于源极和栅极下方；

17、漏极位于衬底下方；

18、n柱位于第二体区和衬底之间；

19、衬底位于n柱和p柱下方；

20、源极位于第一n+区、第二n+区和栅极上方；

21、栅极位于n柱和p柱上方。

22、本发明还提供了一种提高反向恢复特性的sj mos制备方法，方法包括：

23、在衬底上方外延n柱和p柱；

24、在p柱上方离子注入形成第二体区和第二n+区；

25、在n柱上方外延形成第一体区和第一n+区；

26、沉积栅极、源极和漏极。

27、在一种可能实施的方式中，在n柱上方外延形成第一体区和第一n+区之前，提高反向恢复特性的sj mos制备方法还包括：

28、在n柱上方外延形成n型缓冲层。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

30、本发明公开了一种提高反向恢复特性的sj mos，包括第一n+区和第一体区，其中第一n+区位于源极与第一体区之间，并与栅极侧壁、第一体区和源极邻接；第一体区位于第一n+区和n柱之间，并与第一n+区和栅极侧壁邻接。

31、本发明提供的提高反向恢复特性的sj mos在传统的sj mos基础上将左侧的p-pillar（p柱）和一部分栅极去除，并将第一n+区和第一体区转移到栅极的左侧方得到新建源极，减少了p-pillar的数量，进而减少了sj mos反向导通时在p-pillar中积累的电子，相较于传统的sj mos减少了反向恢复电荷，提高了反向恢复特性，使得器件的反向恢复电流更小，降低了器件的功耗，使得器件在整流和高频中的应用可靠性更高、效果更好。

32、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

技术特征：

1. 一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，包括：第一n+区和第一体区；

2.根据权利要求1所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，还包括：在漂移层的一侧设置p柱；

3.根据权利要求1所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，还包括：n型缓冲层；

4.根据权利要求1所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，所述第一n+区的厚度为1-3um。

5.根据权利要求1所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，所述第一体区的厚度为3-5um。

6.根据权利要求3所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，所述n型缓冲层的掺杂浓度为1*1015-3*1015cm-3。

7.根据权利要求3所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，所述n型缓冲层的厚度为1-3um。

8.根据权利要求1所述的一种提高反向恢复特性的sj mos，其特征在于，还包括：第二n+区、第二体区、n柱、源极、栅极、漏极和衬底；

9.一种提高反向恢复特性的sj mos制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种提高反向恢复特性的sj mos制备方法，其特征在于，所述在n柱上方外延形成第一体区和第一n+区之前，还包括：

技术总结
本发明公开了一种提高反向恢复特性的SJ MOS及制备方法，提高反向恢复特性的SJ MOS器件包括第一N+区和第一体区，其中第一N+区位于源极与第一体区之间，并与栅极侧壁、第一体区和源极邻接；第一体区位于第一N+区和N柱之间，并与第一N+区和栅极侧壁邻接。本发明提供的提高反向恢复特性的SJ MOS在传统的SJ MOS基础上将左侧的P‑pillar和一部分栅极去除，并将第一N+区和第一体区转移到栅极的左侧方得到新建源极，减少了P‑pillar的数量，进而减少了反向导通时在P‑pillar中积累的电子，减少了反向恢复电荷，提高了反向恢复特性，使得器件的反向恢复电流更小，降低了器件的功耗。

技术研发人员：贺俊杰
受保护的技术使用者：深圳天狼芯半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8