一种抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法。

背景技术

随着电子技术在工业、交通、消费、医疗等领域的蓬勃发展，当代社会对电力电子设备的要求也越来越高，功率半导体就是影响这些电力电子设备成本和效率的直接因素之一，现有技术对终端分压沟槽间距进行调整，优化电场分布，提升了器件耐压，但是终端设计很难达到和元胞区一致的击穿电压，所以在出现电压过冲而发生雪崩时，终端区先于元胞区发生雪崩击穿，大量的击穿电流从终端流过，很容易电流击中而出现提前烧毁，器件抗冲击能力弱无法满足应用要求。

中国专利申请号：CN202011002666.2公开了一种MOSFET终端结构及其制备方法，该发明公开了一种MOSFET终端结构及其制备方法，包括终端分压区，所述终端分压区内设有若干的沟槽，所述终端分压区的沟槽中靠近元胞区由内向外所述沟槽深度逐渐加深，沟槽间距逐渐增大。与一般沟槽MOS终端结构若干个分压沟槽等深度等间距排列相比，本发明对终端分压沟槽间距进行调整，优化电场分布，提升器件耐压。终端沟槽中靠近元胞区由内向外前几个沟槽深度逐渐加深，沟槽间距逐渐增大，将原本外部截止环沟槽的大电场，转移至内部分压沟槽处，从而提升整个器件的击穿电压。从仿真结果来看，对于100V产品，击穿电压能得到20％左右的提升。由此可见，所述MOSFET终端结构及其制备方法存在以下问题：在出现电压过冲而发生雪崩时，击穿电流大易导致终端区先于元胞区发生雪崩击穿，器件抗冲击能力弱无法满足应用要求。

发明内容

为此，本发明提供一种抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法，用以克服现有技术中在出现电压过冲而发生雪崩时，击穿电流大易导致终端区先于元胞区发生雪崩击穿，器件抗冲击能力弱无法满足应用要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法，包括：

检测模块检测超级结MOS终端预设点位中电流值最大的点位，并计算该点位与原胞区预设点位的距离，中控模块根据该距离判定该超级结MOS终端是否符合预设标准；

所述中控模块在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据测得的最大电流值对超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定，或，根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中终端区的P柱的深度调节至对应值；

所述中控模块在二次判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离判定超级结MOS终端的过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，并在判定该厚度不符合预设标准时根据测得的最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值；

所述中控模块在完成针对下一所述超级结MOS终端制备过程中对应参数的调节时完成针对抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备过程的调节。

进一步地，所述中控模块根据所述检测模块测得的所述最大电流值的点位与所述原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准，以及，判定根据所述检测模块测得的最大电流值对所述超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定，或，在判定该超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值。

进一步地，所述中控模块在二次判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离判定该超级结MOS终端的所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准。

进一步地，所述中控模块在判定所述厚度符合预设标准时判定所述超级结MOS终端符合预设标准，或，在判定厚度不符合预设标准时根据所述最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值。

进一步地，所述中控模块基于测得的所述最大电流值与预设最大电流值的差值设有若干针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节方式，且各调节方式针对P柱上部区域的厚度的调节幅度均不相同。

进一步地，所述中控模块在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时基于测得的所述最大电流值与预设临界电流的差值设有若干针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比的调节方式，且各调节方式针对所述P柱的数量的占比的调节幅度均不相同。

进一步地，所述中控模块在完成确定调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比时基于所述距离设有若干针对下一超级结MOS终端制备过程中终端区的P柱的深度的调节方式，且各调节方式针对P柱的深度的调节幅度均不相同。

进一步地，所述中控模块在完成针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度的调节时根据临界深度判定针对该终端区的P柱的深度的调节是否符合预设标准，中控模块在判定针对深度的调节不符合预设标准时根据确定的待调节的深度对下一超级结MOS终端制备过程中终端区的对应参数进行修正，参数包括终端区的P柱的宽度以及所有P柱的深度。

进一步地，所述中控模块根据确定的待调节的深度判定选用宽度调节系数a将所述终端区的P柱的宽度修正至对应值，或，根据确定的待调节的深度与所述临界深度的差值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度修正至对应值。

进一步地，所述中控模块基于确定的待调节的深度与所述临界深度的差值设有若干针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度的修正方式，且各修正方式针对P柱的修正幅度均不相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明中所述中控模块根据电流值最大的点位与原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准，提高了对击穿位置的控制精度，并根据测得的最大电流值对超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定，或，根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值，提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，提高了器件的抗冲击能力。

进一步地，本发明中所述中控模块根据所述检测模块测得的所述最大电流值的点位与所述原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准，并在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值，提高了对终端区的P柱的深度的控制精度，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

进一步地，本发明中所述中控模块根据所述最大电流值二次确定针对所述超级结MOS终端是否符合预设标准，并在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离判定所述超级结MOS终端的所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，提高了分析终端的抗击穿性能的准确度。

进一步地，本发明中所述中控模块根据所述距离与所述第二预设距离的比值判定所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，进一步提高了分析终端的抗击穿性能的准确度，并在判定所述厚度不符合预设标准时根据所述最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

进一步地，本发明中所述中控模块根据测得的所述最大电流值与所述预设最大电流值的差值选用对应的厚度调节系数将所述过渡区的厚度调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

进一步地，本发明中所述中控模块根据测得的所述最大电流值与预设临界电流的差值选用对应的调节系数将针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

附图说明

图1为本发明所述抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法的流程图；

图2为本发明针对判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准的流程图；

图3为本发明针对二次判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准的流程图；

图4为本发明针对判定所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法的流程图。

本发明实施例中抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备方法，包括：

步骤S1、检测模块检测超级结MOS终端预设点位中电流值最大的点位，并计算该点位与原胞区预设点位的距离，中控模块根据该距离判定该超级结MOS终端是否符合预设标准；

步骤S2、所述中控模块在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述检测模块测得的最大电流值对超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定，或，根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值；

步骤S3、所述中控模块在二次判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离判定超级结MOS终端的过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，并在判定该厚度不符合预设标准时根据测得的最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值；

步骤S4、所述中控模块在完成针对下一所述超级结MOS终端制备过程中对应参数的调节时完成针对抗雪崩击穿的超级结MOS终端制备过程的调节。

本发明中所述中控模块根据电流值最大的点位与原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准，提高了对击穿位置的控制精度，并根据测得的最大电流值对超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定，或，根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值，提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，提高了器件的抗冲击能力。

请参阅图2所示，其为本发明针对判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准的流程图。

具体而言，所述中控模块在所述步骤S1中根据所述检测模块测得的所述最大电流值的点位与所述原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准的判定方式，其中：

第一判定方式为所述中控模块判定所述超级结MOS终端符合预设标准；所述第一判定方式满足所述距离小于等于第一预设距离；

第二判定方式为所述中控模块判定根据所述检测模块测得的最大电流值对所述超级结MOS终端是否符合预设标准进行二次判定；所述第二判定方式满足所述距离大于所述第一预设距离且小于等于第二预设距离；

第三判定方式为所述中控模块判定所述超级结MOS终端不符合预设标准，并根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值；所述第三判定方式满足所述距离大于所述第二预设距离。

本发明中所述中控模块根据所述检测模块测得的所述最大电流值的点位与所述原胞区预设点位的距离判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准，并在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值，提高了对终端区的P柱的深度的控制精度，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

请参阅图3所示，其为本发明针对二次判定所述超级结MOS终端是否符合预设标准的流程图。

具体而言，所述中控模块在所述第二判定方式下根据所述最大电流值确定针对所述超级结MOS终端是否符合预设标准的二次判定方式，其中：

第一二次判定方式为所述中控模块判定所述超级结MOS终端符合预设标准；所述第一二次判定方式满足所述最大电流值小于等于预设最大电流值；

第二二次判定方式为所述中控模块判定所述超级结MOS终端不符合预设标准，并根据所述距离判定所述超级结MOS终端的所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准；所述第二二次判定方式满足所述最大电流值大于所述预设最大电流值。

本发明中所述中控模块根据所述最大电流值二次确定针对所述超级结MOS终端是否符合预设标准，并在判定所述超级结MOS终端不符合预设标准时根据所述距离判定所述超级结MOS终端的所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，提高了分析终端的抗击穿性能的准确度。

请参阅图4所示，其为本发明针对判定所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准的流程图。

具体而言，所述中控模块在所述第二二次判定方式下根据所述距离与所述第二预设距离的比值判定所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准的厚度判定方式，其中：

第一厚度判定方式为所述中控模块判定所述厚度符合预设标准，并判定所述超级结MOS终端符合预设标准；所述第一厚度判定方式满足所述比值小于等于预设比值；

第二厚度判定方式为所述中控模块判定所述厚度不符合预设标准，并根据所述最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值；所述第二厚度判定方式满足所述比值大于所述预设比值。

本发明中所述中控模块根据所述距离与所述第二预设距离的比值判定所述过渡区的P柱上部区域的厚度是否符合预设标准，进一步提高了分析终端的抗击穿性能的准确度，并在判定所述厚度不符合预设标准时根据所述最大电流值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

具体而言，所述中控模块在所述第二厚度判定方式下将测得的所述最大电流值与所述预设最大电流值的差值记为电流差值，并根据电流差值判定针对下一超级结MOS终端制备过程中所述过渡区的P柱上部区域的厚度调节方式，其中：

第一厚度调节方式为所述中控模块选用第一厚度调节系数α1将所述过渡区的厚度调节至对应值；所述第一厚度调节方式满足所述电流差值大于等于预设电流差值；

第二厚度调节方式为所述中控模块选用第二厚度调节系数α2将所述过渡区的厚度调节至对应值；所述第二厚度调节方式满足所述电流差值小于所述预设电流差值。

本发明中所述中控模块根据测得的所述最大电流值与所述预设最大电流值的差值选用对应的厚度调节系数将所述过渡区的厚度调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

具体而言，所述中控模块在所述第三判定方式下将测得的所述最大电流值与预设临界电流的差值记为一级差值，并根据一级差值判定针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比确定方式，其中：

第一占比确定方式为所述中控模块选用第一占比调节系数β1将针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比调节至对应值；所述第一占比确定方式满足所述一级差值大于等于预设一级差值；

第二占比确定方式为所述中控模块选用第二占比调节系数β2将针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比调节至对应值；所述第二占比确定方式满足所述一级差值小于所述预设一级差值。

本发明中所述中控模块根据测得的所述最大电流值与预设临界电流的差值选用对应的调节系数将针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比调节至对应值，进一步提高了超级结MOS终端的抗击穿能力，在保证超级结MOS终端的抗击穿能力的同时，进一步提高了器件的抗冲击能力。

具体而言，所述中控模块在第一预设条件下将所述距离与所述第二预设距离的差值记为二级差值，并根据二级差值判定针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节方式，其中：

第一深度调节方式为所述中控模块选用第一深度调节系数γ1将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值；所述第一深度调节方式满足所述二级差值大于等于预设二级差值；

第二深度调节方式为所述中控模块选用第二深度调节系数γ2将针对下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度调节至对应值；所述第二深度调节方式满足所述二级差值小于所述预设二级差值；

所述第一预设条件为所述中控模块完成确定调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区中P柱的数量的占比。

具体而言，所述中控模块在第二预设条件下将确定的待调节的深度与临界深度进行对比，并根据对比结果判定针对该终端区的P柱的深度的调节是否符合预设标准的确定方式，其中：

第一确定方式为所述中控模块判定针对所述终端区的P柱的深度的调节符合预设标准；所述第一确定方式满足确定的待调节的深度小于等于所述临界深度；

第二确定方式为所述中控模块判定针对所述终端区的P柱的深度的调节不符合预设标准，并根据确定的待调节的深度对所述终端区进行修正；所述第二确定方式满足确定的待调节的深度大于所述临界深度；

所述第二预设条件为所述中控模块完成针对调节下一超级结MOS终端制备过程中所述终端区的P柱的深度的确定。

具体而言，所述中控模块在所述第二确定方式下将确定的待调节的深度与所述临界深度的差值记为三级差值，并根据三级差值判定针对该终端区的P柱的修正方式，其中：

第一修正方式为所述中控模块选用宽度调节系数a将所述终端区的P柱的宽度修正至对应值；所述第一修正方式满足所述三级差值小于等于预设三级差值；

第二修正方式为所述中控模块判定根据所述三级差值将针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度修正至对应值；所述第二修正方式满足所述三级差值大于所述预设三级差值。

具体而言，所述中控模块在所述第二修正方式下将所述三级差值与所述预设三级差值的差值记为四级差值，并根据四级差值判定针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度修正方式，其中：

第一深度修正方式为所述中控模块选用第一深度修正系数b1将针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度修正至对应值；所述第一深度修正方式满足所述四级差值大于等于预设四级差值；

第二深度修正方式为所述中控模块选用第二深度修正系数b2将针对下一超级结MOS终端制备过程中所有P柱的深度修正至对应值；所述第二深度修正方式满足所述四级差值小于所述预设四级差值。

本发明实施例中第一深度修正系数b1为1.03，第二深度修正系数b2为1.01。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。